【摘 要】
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提出一种毫米波小型化宽带片上微带天线,通过对传统毫米波微带贴片天线辐射单元改变结构来展宽天线的阻抗带宽,使得微带天线的阻抗带宽(VSWR≤2)在中心频率为60GHz附近达到3GHz,并且在整个工作频带内的增益较平坦.该天线采用半导体薄膜微细加工工艺制备,采用在片测试的方法对该天线的驻波带宽和整个工作带宽内增益平坦度进行测试,测试结果与仿真结果比较一致,并在微型探测器系统上得到实际应用.该设计实现了
【机 构】
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中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海,200050
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提出一种毫米波小型化宽带片上微带天线,通过对传统毫米波微带贴片天线辐射单元改变结构来展宽天线的阻抗带宽,使得微带天线的阻抗带宽(VSWR≤2)在中心频率为60GHz附近达到3GHz,并且在整个工作频带内的增益较平坦.该天线采用半导体薄膜微细加工工艺制备,采用在片测试的方法对该天线的驻波带宽和整个工作带宽内增益平坦度进行测试,测试结果与仿真结果比较一致,并在微型探测器系统上得到实际应用.该设计实现了片上微带天线的小型化和宽带化,简单易实现,满足系统应用要求.
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设计了一种新型雷达馈线网络,该网络不仅包含高压电源分配网络和数字信号波束控制分配网络,还创新集成了Ku频段3dB分支电桥、功率分配器等微波器件,实现射频网络和数字电路一体化集成设计.文中着重介绍了微波电路和数字电路的设计方法,并通过精确建模,使综合网络具有良好的微波特性和数字信号传输特性,该综合网络是雷达馈线技术的革新,符合现代雷达高集成的发展趋势.
本文在传统威尔金森功分器设计的基础上，研究了毫米波Ka频段的一分八宽带功分器。在设计中选用Rogers 5880板材，厚度0.127mm，微带线厚度为0.035mm。通过HFSS软件进行设计仿真优化后并加工实物进行实测，通过对比仿真与测试结果，表明该设计的可行性，对别的功分器的设计有一定指导意义。
本文设计了一种基于S形人工电磁材料的天线罩,并将该天线罩与微带天线组成天线罩系统.将基于人工电磁材料天线罩组成的带罩天线系统的辐射特性与由传统介质平板天线罩组成的带罩天线系统的辐射特性进行对比研究.仿真结果显示,基于人工电磁材料的天线罩进一步改善了带罩天线系统的辐射特性.
本文提出了实芯壁结构的W波段连续波雷达天线罩研制.通过前期对毫米波天线罩工程常用材料、天线罩结构类型及理论设计方法的调研与分析,本次研制使用Ansoft HFSS电磁仿真软件进行天线罩透波板电性能的理论设计,结合实际工程实施阶段结构方案的设计,成功研制出了性能良好,已经过工程应用的天线罩.本研制对W波段的连续波雷达天线罩的设计和研制提供了工程可行性实例.
提出并设计了一种宽带低反射率的新型雷达罩材料.通过在常规的雷达罩材料基础上加载一层电阻型频率选择表面,实现了在雷达罩传输频带内具有透波功能而在传输频带以外对电磁波的吸波功能.这种新型雷达罩材料将有助于减小天线系统的雷达散射截面.
本文介绍了利用超材料实现了近距离高隔离,并且实验证实了用电控超材料平面在近场隔离两个单极子天线的可能性。实测的隔离度可以达到-113.0dB。该系统能够在不同的频率上进行隔离，并且可以适应变化的环境。相比于传统的用金属板隔离的方法相比，该方法对原天线系统的影响更小。这些特性在使用中比静态隔离的方法有显著的优势。
本文利用基片集成波导(SIW)设计实现了76GHz～77GHz防撞雷达天线.文中利用终端馈电缝隙天线与不等功分器满足了雷达天线的低副瓣及窄波束,并分别设计了工作在76GHz～77GHz的12×12发射阵列天线与4×12接收阵列天线.
设计了一种新颖的基于相移表面的螺旋相位板天线.利用相位叠加原理,将透镜对球面波的相位补偿与方位角成正比的波前叠加,使螺旋相位板具有波束聚焦的功能.设计出八种对透射波具有不同相移量的元胞单元,组成控制透射波相位的天线阵列,进行了仿真分析和实验测试.研究表明,该相位板天线能够辐射拓扑荷为1的轨道角动量波束,工作频率为60GHz,回波反射小于-15dB,主瓣辐射角为4°.
本文对球顶阵进行了数学建模,并通过G-S正交方法对天线的方向图形成了零点.文章先利用了Matlab对球顶阵进行了多平面子阵的数学模拟,分别对球顶阵采取了幅相加权和仅相位加权的方式,在给定的干扰方向形成了波束零点.该方法对球顶阵在抗干扰应用方面有很好的理论指导意义.
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