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边射波束和锥状波束可重构的微带贴片天线

微波学报 2024年第1期40卷 1-6页

作者：朱丽婷郭欣吴文南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

本文提出了一种边射波束和锥状波束可重构的新型微带贴片天线,该天线在锥状波束模式下具有圆度较好、锥角可设计的优点。首先,在贴片的中间引入一排短路孔,当短路孔两侧的探针反相馈电时,贴片上两侧电流同向,辐射边射波束;而当两个探针... 详细信息

本文提出了一种边射波束和锥状波束可重构的新型微带贴片天线,该天线在锥状波束模式下具有圆度较好、锥角可设计的优点。首先,在贴片的中间引入一排短路孔,当短路孔两侧的探针反相馈电时,贴片上两侧电流同向,辐射边射波束;而当两个探针同相馈电时,贴片上两侧电流反向,辐射锥状波束。接着,对短路排孔与贴片边缘之间的间距进行了优化设计,调整电流分布,从而改善锥状波束在方位面上的圆度。最后,在贴片的对角线上额外引入了四个短路孔,通过控制其位置和大小来调节固定频率下贴片的尺寸,从而设计出不同锥角的锥状波束。通过全波仿真,设计了三个边射波束和锥状波束可切换的贴片,锥状波束的锥角分别为55°、50°和45°,均具有较好的圆度。

关键词：微带贴片天线方向图可重构锥状波束边射波束

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基于阶梯波形的高效时间调制多波束天线

电波科学学报 2022年第6期37卷 977-983页

作者：陈峤羽张金栋罗登月吴文南京理工大学南京210094

时间调制阵列(time-modulated array,TMA)可产生不同指向的边带多波束,但存在效率低、波束幅度一致性差等缺陷.本文基于阶梯波形提出了一种低成本高效率的时间调制边带多波束实现方法.首先根据任意多波束空间覆盖需求得到TMA的频谱和时... 详细信息

时间调制阵列(time-modulated array,TMA)可产生不同指向的边带多波束,但存在效率低、波束幅度一致性差等缺陷.本文基于阶梯波形提出了一种低成本高效率的时间调制边带多波束实现方法.首先根据任意多波束空间覆盖需求得到TMA的频谱和时域波形,然后基于数控衰减器和0/π移相器的硬件特性实现对理论调制波形的拟合,最终通过阶梯波形优化抑制无用边带功率和边带波动,实现稳定高效的多波束扫描.以8单元TMA为例实现基频、±1、±2次边带对应的5边带,通过调整数控衰减器的衰减步进值寻求调制波形最优解,最终仿真结果显示边带电平抑制在−31.20 dB,工作边带功率波动仅为0.68 dB.该多波束时间调制天线具有成本低、效率高、波束幅度一致性好、无用边带抑制度高等优点,提升了时间调制技术在多波束天线领域的应用价值.

关键词：时间调制阵列(TMA) 多波束天线阶梯波形数控衰减器边带抑制

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宽带多谐振偶极子天线设计

电子测量与仪器学报 2023年第5期37卷 136-142页

作者：杨国肖如奇沈飘飘李梦洁吴文南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094

根据目前无线通信系统发展小型化与宽带化的趋势,设计了一款具有多谐振点的宽带偶极子辐射天线。首先通过特征模理论分析倒T型导体结构得到两个谐振模式;然后在不影响倒T型导体结构谐振特性的前提下,引入寄生谐振偶极子单元;最后在3个... 详细信息

根据目前无线通信系统发展小型化与宽带化的趋势,设计了一款具有多谐振点的宽带偶极子辐射天线。首先通过特征模理论分析倒T型导体结构得到两个谐振模式;然后在不影响倒T型导体结构谐振特性的前提下,引入寄生谐振偶极子单元;最后在3个谐振模式的电流共同最大处添加集总端口,同时激励3个谐振模式,得到3个谐振点的宽带谐振天线。天线的仿真与实测结果基本吻合,最终的工作带宽为1.8~2.56 GHz(相对带宽为34.9%)。由此,所设计的天线不仅结构简单,且性能方面良好,可广泛应用于无线通信系统中。

关键词：谐振天线宽带天线偶极子天线特征模理论

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基于特征模分析的金属环宽带天线设计

无线电工程 2023年第2期53卷 449-455页

作者：沈飘飘李梦洁肖如奇杨国吴文南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

基于特征模理论分析方法,设计了一款加载分布电感的金属三角环宽带天线。该天线主要在金属三角环天线的基础上,加载分布电感将三角形环特定的2个模式的谐振频率靠近形成宽带。通过选择合适的馈电位置,采用同轴到微带过渡的结构激励出期... 详细信息

基于特征模理论分析方法,设计了一款加载分布电感的金属三角环宽带天线。该天线主要在金属三角环天线的基础上,加载分布电感将三角形环特定的2个模式的谐振频率靠近形成宽带。通过选择合适的馈电位置,采用同轴到微带过渡的结构激励出期望的模式。仿真和测试结果一致,天线的阻抗带宽仿真结果和测试结果分别为57.4%(2.35~4.24 GHz)和51.1%(2.46~4.15 GHz)。同时,在整个阻抗带宽范围内具有较好的全向性和稳定的增益。

关键词：特征模分析天线宽带天线同轴馈电

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基于最大效率传输算法的多波束阵列天线

微波学报 2023年第S1期39卷 64-67页

作者：乔惠东肖如奇杨国吴文近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

应用传统优化馈电幅值相位的方法来设计多波束阵列天线时,计算量与过程比较复杂,采用一些优化算法也往往只能得到局部最优解。而基于最大功率传输效率法(MMPTE)对天线阵列进行优化,可以得到理论上最优的天线单元馈电的幅值和相位。本文... 详细信息

应用传统优化馈电幅值相位的方法来设计多波束阵列天线时,计算量与过程比较复杂,采用一些优化算法也往往只能得到局部最优解。而基于最大功率传输效率法(MMPTE)对天线阵列进行优化,可以得到理论上最优的天线单元馈电的幅值和相位。本文首先介绍了最大功率传输效率法,然后设计了微波多波束阵列天线,采用MMPTE对其进行优化。仿真结果验证了最大功率传输效率法在设计微波多波束阵列时具有良好的优化效果。

关键词：无线能量传输传输效率优化多波束微波

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基于最大功率传输效率法的聚焦天线设计

微波学报 2023年第S1期39卷 60-63页

作者：施秉权肖如奇杨国吴文近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室电子工程与光电技术学院南京理工大学南京210094

采用传统方法设计天线时,往往存在能量转换效率较低、能量浪费严重的问题,但大部分优化方法又都有操作过于复杂的缺陷。本文提出了一种采用最大功率传输效率(MMPTE)方法设计的毫米波微带天线阵列。该天线由4×4个矩形贴片辐射单元和微... 详细信息

采用传统方法设计天线时,往往存在能量转换效率较低、能量浪费严重的问题,但大部分优化方法又都有操作过于复杂的缺陷。本文提出了一种采用最大功率传输效率(MMPTE)方法设计的毫米波微带天线阵列。该天线由4×4个矩形贴片辐射单元和微带线馈电网络组成,并通过MMPTE来优化天线馈电网络的相位和幅度。本文所设计的天线阵列具有结构简易、辐射效率高、成本低廉、体积较小、性能良好等优点,可根据需求应用于不同的Ka波段毫米波天线系统。

关键词：最大功率传输效率法微带天线阵聚焦天线

一种小型化宽频带频率合成器的国产化替代设计

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微波学报 2023年第S1期39卷 374-377页

作者：张馨郭松杨国吴文南京理工大学、电子工程与光电技术学院近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室南京210094 南京微毫科技有限公司南京211100

由于国产化要求越来越高,基于微波毫米波系统的频率合成器的设计不仅需要满足小型化、宽频带等要求,更需要能够实现芯片选型的国产化。文章介绍了进口和国产化两种X~K波段频率合成器的设计方案及芯片选型。两种X~K波段频率合成器是采用... 详细信息

由于国产化要求越来越高,基于微波毫米波系统的频率合成器的设计不仅需要满足小型化、宽频带等要求,更需要能够实现芯片选型的国产化。文章介绍了进口和国产化两种X~K波段频率合成器的设计方案及芯片选型。两种X~K波段频率合成器是采用锁相环技术实现的,都具有频带宽、相位噪声低、杂散低等特点。主要指标:进口产品输出频率范围为10GHz~20GHz,国产化产品输出频率范围为8GHz~20GHz,在偏离1KHz处相位噪声都要优于-97dBc/Hz,同时在偏离10KHz处相位噪声优于-100dBc/Hz,杂散抑制优于70dBc。由最后的测试结果可知,采用国产芯片设计的频率合成器与进口芯片设计产品相比性能相似且体积更小,可以很好的替代实现相关功能。

关键词：国产化小型化宽频带锁相环频率合成器

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低耗低剖面单层波导阵列天线研究

微波学报 2023年第5期39卷 86-91页

作者：吴文张景怡张金栋方大纲南京理工大学电子工程与光电技术学院近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室南京210094 南京师范大学电气与自动化工程学院南京210023

新型单层波导阵列天线具有低耗、低剖面、结构紧凑、实用性强等诸多优点,在毫米波甚至太赫兹无线通信领域具有巨大应用潜力,是当前的研究热点。文章首先介绍了用于构建波导阵列天线的几类波导馈电网络的特点,指出E面波导馈电网络在毫米... 详细信息

新型单层波导阵列天线具有低耗、低剖面、结构紧凑、实用性强等诸多优点,在毫米波甚至太赫兹无线通信领域具有巨大应用潜力,是当前的研究热点。文章首先介绍了用于构建波导阵列天线的几类波导馈电网络的特点,指出E面波导馈电网络在毫米波应用领域的优势,接着针对E面波导在单层并馈波导阵列天线和Butler矩阵多波束阵列天线方面的研究展开叙述,最后给出了可应用在单层波导阵列天线中的开口波导辐射单元在实现多频和圆极化等不同功能上的最新研究进展。文章对于低耗低剖面单层波导阵列天线的发展及其应用具有参考价值。

关键词：波导阵列天线波导馈电网络低耗低剖面单层 Butler矩阵开口波导

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时间调制阵列在雷达测距中的边带对消方法

微波学报 2023年第S1期39卷 80-83页

作者：陈峤羽韩晓韬李鹏张金栋马越吴文南京理工大学、电子工程与光电技术学院、近程射频感知芯片与微系统教育部重点实验室南京210094 上海宇航系统工程研究所上海201108

时间调制阵列(TMA)天线作为一种新型阵列天线,具有扫描精度高、成本低、带宽大和可重构等诸多优点,近年来也被应用于毫米波亚毫米雷达天线的研制中。但是TMA会产生大量的无用边带,尤其是在雷达测距中这些边带会在距离维度上生成多个假... 详细信息

时间调制阵列(TMA)天线作为一种新型阵列天线,具有扫描精度高、成本低、带宽大和可重构等诸多优点,近年来也被应用于毫米波亚毫米雷达天线的研制中。但是TMA会产生大量的无用边带,尤其是在雷达测距中这些边带会在距离维度上生成多个假目标造成一定的干扰。本文提出了一种TMA天线在雷达测距中的边带对消方法,通过计算距离谱中TMA所产生的无用边带的频率,幅度和相位等参数,该方法可以生成抑制这些无用边带所需的时域对消信号,降低无用边带所生成的假目标的影响。相比通过改进时间调制阵列天线硬件的传统方法,本文所提出的方法通过信号处理抑制边带信号,可进一步简化结构降低系统成本。本文基于LFMCW测距雷达进行边带对消的分析,通过仿真验证,该方法可以将无用边带抑制约10dB。

关键词：时间调制阵列天线雷达测距边带抑制