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超宽带相控阵天线关键技术研究
1
作者 屈世伟 汤润之 +2 位作者 王浩同 方世刚 杨仕文 《微波学报》 北大核心 2026年第1期1-8,共8页
超宽带相控阵天线可以替代多系统独立部署的传统天线,实现侦察、干扰、探测、通信等多种功能的高度集成,在多功能一体化电子系统中发挥着重要作用。在高速飞行器、人造卫星等特殊应用平台中,如何保证良好的宽带宽角辐射性能的同时,实现... 超宽带相控阵天线可以替代多系统独立部署的传统天线,实现侦察、干扰、探测、通信等多种功能的高度集成,在多功能一体化电子系统中发挥着重要作用。在高速飞行器、人造卫星等特殊应用平台中,如何保证良好的宽带宽角辐射性能的同时,实现低剖面、轻量化、低成本、低散射等关键目标是超宽带相控阵天线发展面临的主要技术挑战。本文针对这些关键技术做出了大量研究,并提出了三个超宽带相控阵天线设计方案,其分别围绕低剖面、轻量化、低成本、低散射目标进行设计。加工的天线样机测试结果验证了所提出设计方法的可行性。 展开更多
关键词 超宽带相控阵天线 低剖面 轻量化 低成本 雷达散射截面
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圆柱相控阵天线的功率分级和极化控制 被引量：4
2
作者 李海林 周建江 +1 位作者 谭静 汪飞 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期410-414,共5页
为满足共形相控阵的功率分级和极化捷变的要求,给出了一种新的圆柱阵列天线设计方法。阵列天线的天线单元由两种极化正交的线极化单元构成,且在阵列中交替出现。针对天线单元只能以开启或关闭进行幅度控制,提出了基于天线单元有效辐射... 为满足共形相控阵的功率分级和极化捷变的要求,给出了一种新的圆柱阵列天线设计方法。阵列天线的天线单元由两种极化正交的线极化单元构成,且在阵列中交替出现。针对天线单元只能以开启或关闭进行幅度控制,提出了基于天线单元有效辐射功率排序方法的功率分级方案,并采用多目标粒子群算法对副瓣和交叉极化进行了抑制。仿真结果表明,基于双天线单元类型的圆柱阵列天线有效地实现了功率分级,在期望方向上实现了指定极化方向的最大功率辐射,且副瓣和交叉极化低。 展开更多
关键词 阵列天线 极化控制 功率分级 多目标粒子群优化
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300mm口径W波段辐射计偏馈反射面天线设计 被引量：4
3
作者 彭树生 吴礼 李向芹 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期545-549,共5页
为W波段辐射计设计了一副口径为300 mm偏馈反射面天线,天线要求的工作频率为94.5 GHz,副瓣电平低于-25 dB,交叉极化电平低于-30 dB,半功率波束宽度优于1°.采用较小偏置角以改善偏置天线的交叉极化特性,采用焦面场匹配法和模比法设... 为W波段辐射计设计了一副口径为300 mm偏馈反射面天线,天线要求的工作频率为94.5 GHz,副瓣电平低于-25 dB,交叉极化电平低于-30 dB,半功率波束宽度优于1°.采用较小偏置角以改善偏置天线的交叉极化特性,采用焦面场匹配法和模比法设计了匹配馈源,通过仿真优化设计,得到良好的波瓣等化电平和驻波比.测量结果表明,测量值与理论值吻合,满足辐射计的指标要求. 展开更多
关键词 W波段 偏馈反射面天线 匹配馈源 模比法
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基于自适应空间映射多可信度模型的网状天线形态机电集成优化设计
4
作者 谭育正 寇丹阳 张树新 《电子学报》 北大核心 2025年第1期51-62,共12页
为了降低网状天线形态机电集成优化设计时的高昂分析成本,提出了一种基于自适应空间映射的多可信度建模方法.根据分析模型中天线桁架与索网组合结构的连接关系,将网状天线分析模型划分为高、低可信度模型.通过空间映射矩阵,首先将高可... 为了降低网状天线形态机电集成优化设计时的高昂分析成本,提出了一种基于自适应空间映射的多可信度建模方法.根据分析模型中天线桁架与索网组合结构的连接关系,将网状天线分析模型划分为高、低可信度模型.通过空间映射矩阵,首先将高可信度样本映射至低可信度样本空间中,提升高低可信度分析之间的相关性;其次根据映射后的高可信度样本与低可信度样本建立多可信度模型;最后将其应用于网状天线中.相比于传统的多可信度模型,在具有空间偏差的测试函数上,基于空间映射的多可信度模型平均成功率提高了47.3%.在网状天线形态机电集成优化设计应用案例中,与传统粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)相比,在保持相同计算成本的情况下,所提方法优化结果的天线增益平均提升0.515 dB,与利用原始多可信度模型优化相比,优化效果平均提升0.321 dB.通过数值实验和网状天线的形态机电集成优化设计应用测试,验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 网状天线 多可信度模型 空间映射 形态优化 神经网络
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基于基片集成波导的低剖面天线设计
5
作者 王潮涌 葛俊祥 +2 位作者 汪洁 刘恒超 周嘉程 《电子测量技术》 北大核心 2025年第19期18-24,共7页
本文基于基片集成波导(SIW)结构设计了一种厚度约2.5%λ的低剖面、极化可重构宽带SIW天线。通过在SIW腔体上开环形槽激励出两个辐射谐振频点,并通过对SIW腔中所设计的过孔位置调节,实现了对两个谐振频率点的调控,扩展了低剖面天线的工... 本文基于基片集成波导(SIW)结构设计了一种厚度约2.5%λ的低剖面、极化可重构宽带SIW天线。通过在SIW腔体上开环形槽激励出两个辐射谐振频点,并通过对SIW腔中所设计的过孔位置调节,实现了对两个谐振频率点的调控,扩展了低剖面天线的工作带宽。另外,通过对安装在SIW天线表面射频二极管的开关控制,可以实现对该天线两个辐射谐振频点控制,从而获得该天线的左右圆极化重构。仿真和测试结果表明,厚度仅为2.5%λ的低剖面SIW天线,其相对工作带宽可达6.4%;在5~5.3 GHz频率范围内天线增益大于5 dBi,其中在5.17±0.035 GHz频率范围内可实现对该天线左右圆极化的重构,且天线极化隔离度优于15 dB。 展开更多
关键词 低剖面 基片集成波导 宽带 极化可重构
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一种应用于车载物联网的77GHz低剖面SIW缝隙面阵
6
作者 马家琪 李春树 来翔 《物联网技术》 2025年第6期60-66,共7页
针对微带天线辐射功率低、金属波导不易集成化等问题,同时具备微带和波导双重优势的基片集成波导(SIW)在雷达通信领域备受瞩目。基于三维电磁仿真软件HFSS,设计了工作于W波段,中心频率为77 GHz的十元SIW缝隙线阵、微带线-SIW转接器及一... 针对微带天线辐射功率低、金属波导不易集成化等问题,同时具备微带和波导双重优势的基片集成波导(SIW)在雷达通信领域备受瞩目。基于三维电磁仿真软件HFSS,设计了工作于W波段,中心频率为77 GHz的十元SIW缝隙线阵、微带线-SIW转接器及一分十二树状功率分配器,继而提出了一款车载毫米波雷达12×10 SIW椭圆形缝隙面阵。为有效提高设计效率,在MATLAB中使用HFSS-MATLAB-API(HMA)生成VBScript脚本,调用HFSS自动建模进行天线3D布局及电磁兼容性仿真,并使用遗传算法优化。仿真结果显示,该阵列增益为20.6 dBi,回波损耗很小,E面和H面的3 dB波束宽度分别为8°和14.3°,输入反射系数谐振频点在77 GHz时小于-20 dB。所设计天线效率高、剖面低、方向性强,易于集成且阻抗匹配良好,在车载物联网(IoT)和毫米波系统中应用前景广阔。 展开更多
关键词 基片集成波导 缝隙阵列天线 物联网 W波段 车载毫米波雷达 HFSS-MATLAB-API
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基于非均匀网格法的变形反射面天线多面叠加逼近重构方法 被引量：1
7
作者 赵澎波 任毅行 《技术与市场》 2025年第3期19-22,共4页
机械外载导致天线反射面变形,从而影响天线的电性能。对变形反射面进行精确重构是评估与优化电性能的基础。针对天线在电性能优化中的反射面重构问题,提出了一种基于非均匀网格法的多面叠加逼近重构方法,用于生成变形反射面的计算网格模... 机械外载导致天线反射面变形,从而影响天线的电性能。对变形反射面进行精确重构是评估与优化电性能的基础。针对天线在电性能优化中的反射面重构问题,提出了一种基于非均匀网格法的多面叠加逼近重构方法,用于生成变形反射面的计算网格模型,从而实现快速且精确的天线电磁计算。案例验证结果表明:多面叠加逼近重构方法在重构天线变形反射面时具有显著优势,为反射面天线的精确电磁计算和性能优化提供有力支持。 展开更多
关键词 天线变形 反射面重构 非均匀网格法 电磁计算
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一种基于频率选择表面的高增益超宽带单陷波天线
8
作者 武广乾 牛旭印 王少锋 《测试技术学报》 2025年第4期483-490,共8页
为增强一种具有WLAN抑制特性的超宽带陷波天线的增益,设计了一种以FR4为介质基板的单层频率选择表面。所设计的频率选择表面由印刷在基板上的5×5圆形周期金属单元排列而成,每个周期单元包含两个半径不同的圆形环,整体尺寸为75 mm&#... 为增强一种具有WLAN抑制特性的超宽带陷波天线的增益,设计了一种以FR4为介质基板的单层频率选择表面。所设计的频率选择表面由印刷在基板上的5×5圆形周期金属单元排列而成,每个周期单元包含两个半径不同的圆形环,整体尺寸为75 mm×75 mm;通过优化圆形环的结构和尺寸可以得到所需的传输特性,与天线集成后可以在不影响陷波性能的前提下提高天线增益。仿真结果表明,天线的工作频段为2.5~11 GHz,陷波频段为5.08~6.1 GHz。加载频率选择表面后,实测的S11曲线与仿真结果吻合良好,陷波性能未受影响,主要工作频段内的平均增益提高了3.96 dBi,呈现较好的定向辐射效果,验证了所设计的频率选择表面的有效性。 展开更多
关键词 超宽带天线 WLAN陷波 频率选择表面 增益提升
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一种基于力密度敏度的网状反射面天线多约束找形方法
9
作者 刘莉 史骏 +2 位作者 张丽媛 张宗芳 张顺吉 《机械设计与制造工程》 2025年第6期132-138,共7页
对于空间网状反射面天线,良好的形面精度可以使天线具有高增益和高方向性,均匀的张力分布可以减少外部环境变化对天线的干扰,找形设计对于网状反射面天线能否满足性能要求至关重要。针对需要满足多种约束的找形问题,提出一种基于力密度... 对于空间网状反射面天线,良好的形面精度可以使天线具有高增益和高方向性,均匀的张力分布可以减少外部环境变化对天线的干扰,找形设计对于网状反射面天线能否满足性能要求至关重要。针对需要满足多种约束的找形问题,提出一种基于力密度敏度的索网反射面找形方法,推导出节点位置和单元长度关于力密度的敏度矩阵,将找形过程转化成一个容易求解序列二次规划问题。对于不同的多约束找形问题,只需修改相应的约束条件,具有较高的设计灵活性。由于支撑桁架变形对于反射面精度的影响不可忽略,基于非线性有限元模型,提出了一个考虑柔性桁架的找形迭代策略。最后通过数值算列说明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 索网反射面 找形设计 力密度矩阵 序列二次规划
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基于超表面的宽带低剖面圆极化天线
10
作者 牛旭印 尤政 +1 位作者 武广乾 王少锋 《测试技术学报》 2025年第6期737-744,共8页
设计了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化缝隙天线,可应用于C波段卫星通信。该天线由16个呈4×4周期排列的“Z”形单元所构成的极化转换超表面和缝隙天线组成。在缝隙天线上加载极化转换超表面,可以将来自缝隙天线的线极化波转换为... 设计了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化缝隙天线,可应用于C波段卫星通信。该天线由16个呈4×4周期排列的“Z”形单元所构成的极化转换超表面和缝隙天线组成。在缝隙天线上加载极化转换超表面,可以将来自缝隙天线的线极化波转换为圆极化波,实现圆极化。为了验证仿真结果,制作了一个尺寸为0.59λ_(0)×0.59λ_(0)×0.076λ_(0)(λ_(0)为5.2 GHz时自由空间的波长)的天线样本进行测试。实测结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为45.8%(3.99~6.36 GHz),3 dB轴比带宽为24.7%(4.93~6.32 GHz),峰值增益达到6.05 dBi,与仿真结果相比具有良好的一致性。 展开更多
关键词 超表面 低剖面 宽带 圆极化
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矩形波导窄边裂缝线阵的分析与计算
11
作者 易大方 任朗 汪文秉 《无线电工程》 1991年第4期1-8,共8页
本文对矩形波导窄边裂缝线阵的等效电路参数、单元激励分布、以及波瓣特性作了分析计算。通过分析各单元缝之间的互耦,建立缝电压向量的矩阵方程,然后由矢位积分法求出阵列方向图。文中还给出了理论计算与实验结果的比较。
关键词 裂缝阵列天线 矩形波导 天线 计算
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表面误差对反射面天线电性能的影响 被引量：15
12
作者 宋立伟 段宝岩 +1 位作者 郑飞 马洪波 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期552-556,共5页
针对反射面天线存在的误差问题,建立了包含系统误差和随机误差对电性能影响的数学模型.该模型根据表面误差与口径面相位分布的关系,利用口径法得到功率方向图.通过对模型分析可知,随机误差对方向图各个方位产生影响;系统误差产生栅瓣,... 针对反射面天线存在的误差问题,建立了包含系统误差和随机误差对电性能影响的数学模型.该模型根据表面误差与口径面相位分布的关系,利用口径法得到功率方向图.通过对模型分析可知,随机误差对方向图各个方位产生影响;系统误差产生栅瓣,且栅瓣的位置和电平取决于变形情况.最后将模型应用到8米口径的抛物面天线中,收到了满意的结果,验证了文中模型和方法的正确性. 展开更多
关键词 反射面天线 表面误差 系统误差 随机误差 电性能
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一种大型反射面天线面板测试与调整方法及其应用 被引量：20
13
作者 王伟 段宝岩 马伯渊 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1114-1118,共5页
针对大型抛物面天线反射面分块面板的特点,基于最佳吻合的概念,从机电耦合学科交叉的角度,研究了反射面分块面板的调整问题,推导出了靶标点与调整量之间的影响关系矩阵,给出了数值方法,研制了准实用软件.将程序软件应用于某实际天线中,... 针对大型抛物面天线反射面分块面板的特点,基于最佳吻合的概念,从机电耦合学科交叉的角度,研究了反射面分块面板的调整问题,推导出了靶标点与调整量之间的影响关系矩阵,给出了数值方法,研制了准实用软件.将程序软件应用于某实际天线中,收到了满意的结果. 展开更多
关键词 反射面天线 面板调整 最佳吻合抛物面 机电耦合
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超宽带Cassegrain双反射面天线研究 被引量：8
14
作者 廖勇 谢平 +4 位作者 陆巍 陈志刚 杨周炳 孟凡宝 周海京 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1329-1332,共4页
为了减小馈线损耗和方便天线旋转，设计了超宽带Cassegrain双反射面天线系统。采用FEKO数值模拟软件在0．2～1．5GHz频率范围内模拟了不同副反射面直径的4．5m双反射面天线（焦径比为0．4）的辐射增益，并与相同口径和焦径比的前馈式反... 为了减小馈线损耗和方便天线旋转，设计了超宽带Cassegrain双反射面天线系统。采用FEKO数值模拟软件在0．2～1．5GHz频率范围内模拟了不同副反射面直径的4．5m双反射面天线（焦径比为0．4）的辐射增益，并与相同口径和焦径比的前馈式反射面天线进行了比较。模拟结果表明：当双曲副反射面直径为70cm，焦距为22．5cm时，在0．2～1．0GHz频率范围内，双反射面天线增益比前馈式抛物面天线高1～2dB；在1．1～1．5GHz频率范围内，双反射面天线增益比前馈式抛物面天线小1～2dB。选择直径为70cm、焦距为22．5cm的双曲副面与TEM喇叭和4．5m抛物面组成双反射面天线系统，分别用960 ps和3 as脉宽的单极脉冲源对天线进行了实验研究。实验结果表明：用960 ps和3 as脉宽的单极脉冲激励，Cassegrain双反射面天线在70m轴上远场辐射场波形峰峰值分别为前馈式反射面天线的158％和162％。 展开更多
关键词 超宽带高功率微波 Cassegrain双反射面天线 抛物面天线 TEM喇叭
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Q波段脊过渡正交模耦合器设计 被引量：8
15
作者 陈卯蒸 马军 +3 位作者 覃律 刘兆明 王娜 王凯 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期178-182,共5页
描述了一款宽带脊过渡正交模耦合器,该正交模耦合器中心频率为40 GHz,相对带宽50%,拟应用于射电望远镜Q波段接收机系统。该正交模耦合器由双脊过渡-分支接头、Y型接头、E型弯头组成,其结构紧凑,降低了加工装配误差对电气性能的影响。对... 描述了一款宽带脊过渡正交模耦合器,该正交模耦合器中心频率为40 GHz,相对带宽50%,拟应用于射电望远镜Q波段接收机系统。该正交模耦合器由双脊过渡-分支接头、Y型接头、E型弯头组成,其结构紧凑,降低了加工装配误差对电气性能的影响。对该正交模耦合器实际加工后进行测试,其Y型接头输出口回波损耗≤-22.7 dB,直臂输出口回波损耗≤-21.0 dB,Y型接头输出口-直臂输出口隔离度≤-45.6 dB。实测结果表明该正交模耦合器反射损耗和隔离度与仿真结果的曲线变化趋势基本吻合,在实际工作频带30~50 GHz范围内可以满足射电天文观测需求。 展开更多
关键词 宽带 正交模耦合器 Q波段 脊过渡
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反射面表面与馈源误差对天线方向图的影响 被引量：15
16
作者 宋立伟 段宝岩 郑飞 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1269-1274,共6页
针对反射面天线误差信息对电性能影响的问题,提出了包含馈源相位中心和反射面表面的误差信息对反射面天线远场方向图影响的数学模型。该模型根据馈源相位中心误差和反射面表面误差引起天线口径面场分布的改变,利用口径场积分方法得到反... 针对反射面天线误差信息对电性能影响的问题,提出了包含馈源相位中心和反射面表面的误差信息对反射面天线远场方向图影响的数学模型。该模型根据馈源相位中心误差和反射面表面误差引起天线口径面场分布的改变,利用口径场积分方法得到反射面天线辐射场的变化。然后,用所建立的模型对8 m口径的抛物面天线进行了数值计算,将天线在实际工况下的反射面表面误差与馈源相位中心误差一同引入模型中,分析了反射面天线误差信息对增益和副瓣电平影响,得到了相关数据和曲线,可为反射面天线的误差分析提供参考。 展开更多
关键词 反射面天线 反射面表面误差 馈源相位中心误差 远场方向图
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一种多波束抛物面天线的设计与分析 被引量：6
17
作者 雷娟 万继响 +1 位作者 傅德民 傅光 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期399-402,共4页
应用物理光学方法对用于卫星通信的多波束抛物面天线进行了设计与分析,提出了任意形状口径面的处理思想,可方便、有效地计算口径面形状任意、馈源数目任意、馈源放置位置任意的多波束抛物面天线的方向图.最后,用波束优化思想对馈源尺寸... 应用物理光学方法对用于卫星通信的多波束抛物面天线进行了设计与分析,提出了任意形状口径面的处理思想,可方便、有效地计算口径面形状任意、馈源数目任意、馈源放置位置任意的多波束抛物面天线的方向图.最后,用波束优化思想对馈源尺寸及位置进行不断调整,从而使各波束半功率波瓣宽度及偏焦角度达到设计要求,并给出了各组波束方向图.将给定馈源尺寸的抛物面天线的计算结果与GRASP软件仿真结果比较,具有良好的一致性. 展开更多
关键词 多波束 抛物面天线 任意形状口径面 馈源 物理光学
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一种新型超宽带渐变槽线天线设计 被引量：10
18
作者 宋跃 焦永昌 +1 位作者 张福顺 王乃彪 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1034-1038,共5页
设计并制作了一种新型微带馈电的渐变槽线天线.采用改进的微带-槽线过渡,更好地解决了超宽带天线的阻抗匹配问题.提出一种新型渐变辐射曲线,有效地改善了低频段的匹配特性.实物样机的测试结果表明,在0.92-14.25 GHz频带内该天线的电压... 设计并制作了一种新型微带馈电的渐变槽线天线.采用改进的微带-槽线过渡,更好地解决了超宽带天线的阻抗匹配问题.提出一种新型渐变辐射曲线,有效地改善了低频段的匹配特性.实物样机的测试结果表明,在0.92-14.25 GHz频带内该天线的电压驻波比小于2.0∶1,带宽比达到15.4∶1,而且其带内辐射方向图的前后比大于15 dB,交叉极化低于-18 dB. 展开更多
关键词 超宽带 渐变槽线天线 微带-槽线过渡
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面天线检测数据处理方法的探讨 被引量：17
19
作者 李宗春 李广云 金超 《宇航计测技术》 CSCD 2003年第2期12-19,共8页
对面天线检测数据处理方法作了一些有益的探讨。从获取被测物的三维坐标后到获取真正有用的信息这一过程需要经过坐标转换和表面误差计算两个步骤 ,其中坐标转换是关键。在坐标转换方面 ,文中提出了曲面自由拟合、公共点转换和CAD面型... 对面天线检测数据处理方法作了一些有益的探讨。从获取被测物的三维坐标后到获取真正有用的信息这一过程需要经过坐标转换和表面误差计算两个步骤 ,其中坐标转换是关键。在坐标转换方面 ,文中提出了曲面自由拟合、公共点转换和CAD面型转换三种方法 ,阐述了这些方法的数学模型 ,并且用实测数据进行了验证计算。理论分析和实际计算两方面显示 :CAD面型转换法既不需要天线的曲面方程 ,也不需要有已知的公共点 ,结果准确、可靠 ,是一种理想的方法 ;如果没有天线的CAD面型 ,但却存在公共点时 ,公共点转换法也是较理想的方法 ,其结果与给定的公共点误差有关 ;如果既没有天线的CAD面型又无公共点或公共点误差很大时 ,只能采用曲面自由拟合法 ,该法准确度最高 。 展开更多
关键词 面天线 数据处理 面型检测 曲面自由拟合 公共点 CAD面型 坐标转换
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开槽结构椭圆超宽带平面天线设计与研究 被引量：11
20
作者 陈瑾 傅光 +1 位作者 吴广德 龚书喜 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期11-14,共4页
提出一种阻抗带宽比为12.9∶1的开槽结构的椭圆平面超宽带天线。该天线的辐射体采用扇形开槽的椭圆结构,而地板为矩形开槽结构,这两处适当位置合适尺寸的开槽使得天线得到了良好的阻抗匹配特性,进而实现了很好的超宽带特性。与以往所提... 提出一种阻抗带宽比为12.9∶1的开槽结构的椭圆平面超宽带天线。该天线的辐射体采用扇形开槽的椭圆结构,而地板为矩形开槽结构,这两处适当位置合适尺寸的开槽使得天线得到了良好的阻抗匹配特性,进而实现了很好的超宽带特性。与以往所提出的超宽带天线相比,本天线尺寸更小,而带宽更宽,实现了在3.1～40GHz频带内反射损耗小于-10dB,在水平面的辐射方向图呈现良好的全向性。仿真和实验证明该天线具有良好的辐射特性及实用性,可以为现今及未来无线通信提供良好的选择。 展开更多
关键词 超宽带 椭圆 扇形开槽 全向性
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