当前位置：文档之家 › 一种新型双频天线罩设计_吴秉横

一种新型双频天线罩设计_吴秉横

  • 格式：pdf
  • 大小：505.96 KB
  • 文档页数：4

下载文档原格式

  / 4

合集下载

一种新型双频全向基片集成波导螺旋缝隙天线

一种新型双频全向基片集成波导螺旋缝隙天线

一种新型双频全向基片集成波导螺旋缝隙天线谭立容;杨梓艺;聂佰玲;张照锋;朱昱颖【摘要】为了实现双频带全向天线,将基片集成波导SIW技术和平面螺旋天线技术结合,实现了一种新型双频基片集成波导螺旋缝隙天线.比较了当其他条件一样时有SIW结构和没采用该结构时的天线增益:在低频段1.7 GHz~1.87 GHz增益基本一样,在高频段2.4 GHz~2.9 GHz有SIW结构时增益提高了1.1 dB~3.5 dB.仿真和测试结果表明,经优化设计后的天线在S11小于-10 dB时的工作频带为1.705 GHz~1.865 GHz和2.321 GHz~2.646 GHz.该天线在垂直于天线基板的平面内具有全向特性,具有重量轻、低剖面、高增益、易于和平面电路集成等优点.%In order to realize a dual band omnidirectional antenna,a novel dual band substrate integrated waveguide spiral slot antenna is realized by combining of the SIW ( Substrate Integrated Waveguide ) technology and the planar spiral antenna technology. The gains of the antennas with SIW structure and with no SIW structure are compared under the other same conditions. Their gains are almost same at low frequency band(1.7GHz~1.87 GHz)and the gain of the antenna with SIW structure is improved by 1. 1 dB~3. 5 dB at high frequency band ( 2. 4 GHz~2. 9 GHz ) . The results of simulation and test show that the working frequency bands of the antenna are 1.705 GHz~1.865 GHz band and 2.321 GHz~2.646GHz(S11<-10 dB). The antenna has omnidirectional radiation characteristics in the vertical plane of the antenna substrate,and have the advantages of light weight,low profile,high gain,easy of planar circuit integration.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2017(040)005【总页数】4页(P1088-1091)【关键词】全向天线;基片集成波导;平面螺旋天线;双频段【作者】谭立容;杨梓艺;聂佰玲;张照锋;朱昱颖【作者单位】南京信息职业技术学院,南京210023;南京信息职业技术学院,南京210023;南京信息职业技术学院,南京210023;南京信息职业技术学院,南京210023;南京信息职业技术学院,南京210023【正文语种】中文【中图分类】TN820.11随着不同标准、不同频段的无线通信系统陆续被人们使用,人们周围往往是多种无线通信系统共存,例如,在移动通信和无线局域网络同时覆盖区域存在2G\3G\4G\WIFI等不同标准的信号,常常需要双频或多频全向天线来接收来自各个方向的信号。

双频段体表／体外双模式可穿戴天线设计

双频段体表／体外双模式可穿戴天线设计

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１０６．２０２４．０５．０２２引用格式：沈飘飘，刘巾军，肖如奇，等．双频段体表／体外双模式可穿戴天线设计［Ｊ］．无线电工程，２０２４，５４（５）：１２５５－１２６０．［ＳＨＥＮＰｉａｏｐｉａｏ，ＬＩＵＪｉｎｊｕｎ，ＸＩＡＯＲｕｑｉ，ｅｔａｌ．ＤｅｓｉｇｎｏｆＤｕａｌ ｂａｎｄＤｕａｌ ｍｏｄｅＷｅａｒａｂｌｅＡｎｔｅｎｎａｆｏｒＯｎ ／Ｏｆｆ ｂｏｄｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２４，５４（５）：１２５５－１２６０．］双频段体表／体外双模式可穿戴天线设计沈飘飘１，刘巾军２，肖如奇１，杨　国１，齐世山１（１．南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京２１００９４；２．陆军装备部驻南京地区第四军事代表室，江苏南京２１０００７）摘　要：基于特征模理论分析方法，设计了一款２．４５、５．８ＧＨｚ频段的体表／体外双模式可穿戴天线。

在三角形的辐射贴片和接地面之间加载一段微带线，在２．４５ＧＨｚ引入一个具有全向辐射特性的新模式，加上三角形贴片本身在５．８ＧＨｚ具有的定向辐射特性，组成了一个双频段双模式可穿戴天线。

天线的仿真结果表明，在低频处实现全向辐射特性，阻抗带宽为１．６％（２．４５～２．４９ＧＨｚ），可用于体表通信模式；在高频处具有定向辐射特性，阻抗带宽为４．３％（５．６７～５．９２ＧＨｚ），可用于体外通信模式。

关键词：可穿戴天线；特征模分析；体表通信；体外通信中图分类号：ＴＮ８２文献标志码：Ａ开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００３－３１０６（２０２４）０５－１２５５－０６ＤｅｓｉｇｎｏｆＤｕａｌ ｂａｎｄＤｕａｌ ｍｏｄｅＷｅａｒａｂｌｅＡｎｔｅｎｎａｆｏｒＯｎ ／Ｏｆｆ ｂｏｄｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳＨＥＮＰｉａｏｐｉａｏ１，ＬＩＵＪｉｎｊｕｎ２，ＸＩＡＯＲｕｑｉ１，ＹＡＮＧＧｕｏ１，ＱＩＳｈｉｓｈａｎ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｈｅＦｏｕｒｔｈＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＯｆｆｉｃｅｏｆＰＬＡＡｒｍｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｉｎＮａｎｊｉｎｇＲｅｇｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｍｏｄｅ，ａｄｕａｌ ｍｏｄｅｗｅａｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａｆｏｒｏｎ ｂｏｄｙａｎｄｏｆｆ ｂｏｄｙｏｐｅｒａｔｉｏｎａｔ２．４５，５．８ＧＨｚｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｄｕａｌ ｂａｎｄｄｕａｌ ｍｏｄｅｗｅａｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇａｎｅｗｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｒａｄｉａｔｉｏｎｍｏｄｅａｔ２．４５ＧＨｚ，ａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｌｏａｄｉｎｇａｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｌｉｎｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒｉａｎｇｕｌａｒｒａｄｉａｔｉｎｇｐａｔｃｈａｎｄｔｈｅｇｒｏｕｎｄｐｌａｎｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｒａｄｉａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅｔｒｉａｎｇｕｌａｒｐａｔｃｈｉｔｓｅｌｆａｔ５．８ＧＨｚ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｎｔｅｎｎａｐｒｏｖｉｄｅｓｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｒａｄｉａｔｉｏｎａｔｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗｉｔｈａｎｉｍｐｅｄａｎｃｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆ１．６％（２．４５～２．４９ＧＨｚ），ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｏｎ ｂｏｄｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｒａｄｉａｔｉｏｎａｔｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｗｉｔｈａｎｉｍｐｅｄａｎｃｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｏｆ４．３％（５．６７～５．９２ＧＨｚ），ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｏｆｆ ｂｏｄｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｅａｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｍｏｄｅａｎａｌｙｓｉｓ；ｏｎ ｂｏｄｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｏｆｆ ｂｏｄｙｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０８－２８基金项目：国家自然科学基金（６２２７１２５７）ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＩｔｅｍ：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（６２２７１２５７）０　引言随着无线体域网的快速发展，对可穿戴天线结构和性能的要求越来越高，如何有效地实现体表通信［１］和体外通信［２］间信息的无缝传输至关重要，因此体表／体外双模式天线成为近年的研究热点。

一种单馈双频双圆极化微带天线

一种单馈双频双圆极化微带天线

一种单馈双频双圆极化微带天线李嘉钱祖平（解放军理工大学通信工程学院微波教研室，南京210007）摘要：本文给出了一种新型双频双圆极化微带天线的设计。

该天线采用层叠结构实现双频工作，利用微带贴片附加短截线来实现圆极化。

贴片附加的两对短截线增加了天线可调谐范围，从而能够补偿加工带来的误差。

仿真和测试结果表明，天线在1.61GHz-1.62GHz和2.48GHz-2.50GHz两个频段内驻波比都小于2，在中心频率为1.615GHz和2.492GHz，带宽为10MHz频段轴比都小于3。

关键词：双频；双旋向；圆极化；微带天线A Novel Dual-Band And Circular Polarization Microstrip AntennaAbstract:. This paper designs a new dual-band and dual-sense circular polarization antenna. It uses layer stack to achieve dual-band performance and uses microstrip plus short transversal to realize circular polarization. Two pairs of transversal adding to strip increase the tune range of the antenna and compensate the error in antenna producing. Simulation and test indicate that this antenna has good radiation and polarization performance in working band. Keywords: Dual Frequencies；Dual-Sense Circular Polarization；Microstrip Antenna1 引言在卫星通信系统中，一般要求天线能实现双频工作，并具有良好的圆极化性能。

一种新型宽带双频板基天线设计与实现

一种新型宽带双频板基天线设计与实现

一种新型宽带双频板基天线设计与实现许拓;刘成国;丁肇宇;张经纬;何大平;吴志鹏【摘要】研究并设计一种新型宽带双频单极子天线,工作频段为900 MHz和1.8 GHz,可在以物联网为代表的自持供电传感节点等系统中应用.基于单极子天线尺寸设计原理分析的基本结果,通过对天线双臂在不同等效电长度下的辐射特性研究,开展G型天线的优化仿真设计和研发.利用矢量网络分析仪和3D天线自动测试系统得到仿真和测试吻合的结果.实测结果表明:天线的半功率波束宽度分别能够达到73 °和126°,天线的反射系数小于-10 dB的阻抗带宽分别是90MHz(860 ～950MHz)和0.6 GHz(1.55～2.15 GHz),相对带宽分别是10％和33.3％,不圆度分别低于2.6和5.7 dB,电压驻波比均小于2.04.该天线实现对目标频段范围内的完全覆盖,得到大的波束宽度、宽带、双频等特性,天线结构简单,易于加工,实用性强.【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2018(035)011【总页数】5页(P199-203)【关键词】单极子天线;物联网;矢量网络分析仪;半功率波束宽度;阻抗带宽【作者】许拓;刘成国;丁肇宇;张经纬;何大平;吴志鹏【作者单位】湖北省射频微波应用工程技术研究中心湖北武汉430070;湖北省射频微波应用工程技术研究中心湖北武汉430070;湖北省射频微波应用工程技术研究中心湖北武汉430070;湖北省射频微波应用工程技术研究中心湖北武汉430070;湖北省射频微波应用工程技术研究中心湖北武汉430070;湖北省射频微波应用工程技术研究中心湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TP30 引言宽带多频板基天线是当代信息技术应用中的一个关键技术，在系统宽带化和多频化的应用系统中必须得到很好的解决。

例如，超低功耗芯片技术的发展使以物联网为代表的无线传感器节点功耗进入微瓦(μw)量级[1-2]，这使利用周围环境中(手机、无线局域网、FM/AM广播信号和电视信号等)的射频无线能量为其中低功耗传感器节点的自持供电技术提供了有效选择，成为目前的热门研究课题[3-4]。

一种新型宽带双频板基天线设计与实现

一种新型宽带双频板基天线设计与实现
摘 要 研究并设计一种新型宽带双频单极子天线，工作频段为 ９００ＭＨｚ和 １．８ＧＨｚ，可在以物联网为代表的 自持供电传感节点等系统中应用。基于单极子天线尺寸设计原理分析的基本结果，通过对天线双臂在不同等效 电长度下的辐射特性研究，开展 Ｇ型天线的优化仿真设计和研发。利用矢量网络分析仪和 ３Ｄ天线自动测试系 统得到仿真和测试吻合的结果。实测结果表明：天线的半功率波束宽度分别能够达到 ７３°和 １２６°，天线的反射系 数小于 －１０ｄＢ的阻抗带宽分别是 ９０ＭＨｚ（８６０～９５０ＭＨｚ）和 ０．６ＧＨｚ（１．５５～２．１５ＧＨｚ），相对带宽分别是 １０％ 和 ３３．３％，不圆度分别低于 ２．６和 ５．７ｄＢ，电压驻波比均小于 ２．０４。该天线实现对目标频段范围内的完全覆盖， 得到大的波束宽度、宽带、双频等特性，天线结构简单，易于加工，实用性强。 关键词 单极子天线 物联网 矢量网络分析仪 半功率波束宽度 阻抗带宽 中图分类号 ＴＰ３ 文献标识码 Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１８．１１．０３４
收稿日 期：２０１８－０４－２０。 国 家 自 然 科 学 基 金 国 际 合 作 重 大 项 目 （６１３２０１０６００４）；湖 北 省 技 术 创 新 项 目 重 大 专 项 （２０１６ＡＡＡ００７）。许拓，硕士，主研领域：５Ｇ毫米波电波室内传播特性研究及信道建模，５Ｇ微带贴片天线。刘成国，教授。丁肇宇， 硕士。张经纬，副教授。何大平，教授。吴志鹏，教授。
２００
计算机应用与软件
２０１８年
网、ＦＭ／ＡＭ广播信号和电视信号等）的射频无线能量 为其中低功耗传感器节点的自持供电技术提供了有效 选择，成为目 前 的 热 门 研 究 课 题 ［３－４］。 有 效 地 收 集 环 境电磁能量的宽带多频天线技术是需要解决的关键技 术之一，用以满足天线小尺寸、重量轻、易于安装和双 频或者多频覆盖等方面的应用需求［５］。一方面，单极 子天线可以大大增加天线带宽［６－７］；另一方面，为了使 单极子天线能够接收到更多人为频段的能量需要研发 多频单极子天线［８］，由于实现困难，所以成为无线能量 收集天线研究的一个重要问题。文献［９］提出了一种 结构 复 杂 的 三 频 天 线，而 在 设 计 频 点 ９００ＭＨｚ和 １９００ＭＨｚ的带宽和增益均不高，文 献 ［１０］中 设 计 的双频天线得到的天线实测性能在低频 ９００ＭＨｚ也 不理想。目前，能 量 收 集 系 统 中 整 流 天 线 大 多 追 求 结构复杂、多频等指标，忽略了天线本身性能，设计的 天线往往结构复杂、实现了多频特性，而带宽和增益等 性能大大降低。

一种新型高增益双频段共口径天线阵的设计

一种新型高增益双频段共口径天线阵的设计

0引言随着现代无线通信技术的快速发展,天线在民用、军事中的应用越来越广泛,人们对天线性能和功能提出了越来越高的要求。

共口径天线是一种新型天线形式,它通过空间上的合理布局,减小不同工作频率天线之间的电磁耦合,从而使得多副不同功能的天线可以在同一口径面内相互独立地工作[1]。

此外,天线采用双频段,不仅可以缩小天线尺寸,减轻重量,而且对于提高天线的灵活性和降低雷达探测系统的造价都非常有利[2]。

因此,双频段共口径天线的研究具有重要的意义。

目前已经有大量的关于共口径天线的研究,例如文献[3]中提出了一种平面双极化超宽带共口径微带天线,实现了超宽带、高隔离度特征。

文献[4]介绍了一种应用于X/Ku/Ka 三个波段的双极化平面天线,将三种天线集成在一个口径面上,具备低成本、高集成度、高隔离度、高性能的优点,是已知的第一款应用于X/Ku/Ka 三波段的双极化共口径天线阵。

本文在参考以上研究的基础上,提出了一种超宽带高增益双频段共口径天线阵,天线采用全金属材质,选择Vivaldi 双极化天线阵列和波导缝隙天线阵集成到同∗基金项目:国家自然科学基金项目(61501159);安徽省自然科学基金资助项目(1608085MF124);毫米波国家重点实验室开放课题(K201602)一种新型高增益双频段共口径天线阵的设计∗乔旭光1,姜兆能1,2,赵晓燕1,税明月1,卢笑池1,张棒棒1(1.合肥工业大学信息工程系,安徽宣城242000;2.毫米波国家重点实验室,江苏南京210096)摘要:提出了一种新型超宽带(UWB )高增益的双频段共口径天线阵。

该天线阵由四个T 形组合的双极化天线、一个6×6的波导缝隙阵列天线和一块圆形金属基板组成。

双极化天线工作于2.33~12GHz ,采用全金属Vivaldi 天线T 形排列,位于金属板上方。

波导缝隙天线阵工作于X 波段9.8~10.3GHz ,位于金属板下方。

双极化天线阵与波导缝隙天线阵位于同一阵面,由圆形金属板分隔开,提高空间利用率的同时能有效减少天线之间的互耦,解决了共口径天线隔离效果较差的难题。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

上 海 航 天
４６
ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＳＨＡＮＧＨＡＩ
第 ３２ 卷 ２０１５ 年 第 １ 期
１ 传输特性分析
Ａ 夹层天线罩的罩壁结构如图１所示。图中：天 线 罩 的 外 层 由 石 英 纤 维 、氮 化 硅 或 其 他 高 密 度 低 损 耗 材料组成，相 应 的 介 电 常 数ε１ ＝ε２ ＝εａ，损 耗 正 切 角 ｔａｎδ１ ＝ｔａｎδ３ ＝ｔａｎδａ，厚度ｄ１ ＝ｄ３ ＝ｄａ ；芯层由 泡 沫 或 蜂 窝 等 低 密 度 低 损 耗 材 料 构 成 ，介 电 常 数ε２ ＝ εｂ，损耗正切角ｔａｎδ２ ＝ｔａｎδｂ，厚度ｄ２ ＝ｄｂ 。
在天线罩厚度为图３中不同入射角对应的尺 寸，氮 化 硅 材 料 的 相 对 介 电 常 数εｒ＝３．２，损 耗 正 切 角ｔａｎδ＝０．００５ 条 件 下，用 式 （１）所 得 不 同 入 射 角 下 Ａ 夹层天线罩平板的功率传输系数如图４所示。 由图可知：因存 在 损 耗 正 切 角，０°～７０°入 射 角 的 最 大功率传输 系 数 并 未 达 到 １００％，但 在 ２ 个 频 带 内 均 大 于 ９０％ ，具 有 优 异 的 双 频 透 波 性 能 。
（１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｆｏｒ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ）
关键词：天线罩；双频；功率传输系数；Ａ 夹层 中 图 分 类 号 ：ＴＮ８２０．８１ 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｎｏｖｅｌ Ｄｕａｌ－Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒａｄｏｍｅ
ＷＵ Ｂｉｎｇ－ｈｅｎ１，２，ＧＵ Ｈａｏ２，ＦＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｑｕａｎ２，ＹＵ Ｘｉｎｇ２，ＬＩＵ Ｙｕａｎ－ｙｕｎ１，２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ａ－ｌａｙｅｒ ｒａｄｏｍｅ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｗｏｒｋ ｉｎ Ｃ ａｎｄ Ｋａ ｂａｎｄ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｒｅ，ｔｈｅ ｒａｄｏｍｅ ｃｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｇｏｏｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｔ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ．Ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｄｏｍｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｔｅｎｎａ－ ｓｃａｎｎｉｎｇ ａｎｇｌｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｒａｙ ｔｒａｃｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｏｓｓｅｓ ｗｅｒｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １．５ｄＢ ａｔ ｔｗｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎ Ｃ ａｎｄ Ｋａ ｂａｎｄ，ｗｈｉｃｈ ｍｅｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｕａｌ－ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｄｏｍｅ．
＝
烄Ｚｃ０，／／ 烅烆Ｚｃ０，⊥
＝ ｃｏｓθ， ＝ １／ｃｏｓθ．
（８）
此处：ε·ｎ 为相对复介电常数，且ε·ｎ ＝εｎ（１－ｊｔａｎδｎ）；
·
μｎ
为 相 对 磁 导 率 ，对 天 线 罩 壁 各 层 ，μ·ｎ
＝ １ ；Ｚｃｎ 为 用
Ｚ０ ＝ 槡μ０／ε０ ＝１２０π归一化的介质特性阻抗；ｎ＝１，
２，３；符号“／／”表示平行极化，“⊥ ”表示垂直极化［６］。
收 稿 日 期 ：２０１３－０３－１２；修 回 日 期 ：２０１３－０７－１１ 作 者 简 介 ：吴 秉 横 （１９８２— ），男 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 天 线 罩 的 设计和研制。
的窄带导引头系统 。 ［２－３］ 另外，对工作频率为 ２ 倍 或 ３ 倍 的 双 频 复 合 导 引 头 来 说，单 层 结 构 天 线 罩 仍 可 满足双频透波的 要 求。 此 外，当 工 作 频 段 跨 度 很 大 时，单层结构天线罩 既 是 其 中 一 个 频 段 对 应 的 半 波 长 壁 厚 天 线 罩 ，又 是 另 一 频 段 对 应 的 薄 壁 天 线 罩 ，在 ２个频段均可实现电磁波的低损耗透 过。Ａ 夹 层 天 线罩由１层低介电常数的芯层和２层很薄的高介电 常 数 蒙 皮 组 成 ，通 过 调 节 各 层 的 厚 度 和 介 电 常 数 ，可 实现２个频率较高 的 功 率 传 输 系 数，但 主 要 用 于 地 面雷达或机载雷达天线罩［４］。Ｃ 夹 层 天 线 罩 由 ３ 层 高介电常数蒙皮和 两 侧 低 介 电 常 数 芯 层 构 成，是 实 现超宽带 透 波 的 解 决 方 案 之 一 。 ［５］ 对 Ｃ 夹 层 结 构 在双频天线罩的应 用 也 进 行 了 一 定 的 研 究，但 该 种 材料结构较复杂，目 前 用 于 高 超 声 速 导 弹 天 线 罩 时 还存在工艺难度。本文对一种新型对称 Ａ 夹层双 频天线罩设计进行了研究。
摘 要：对一种可同时工作于 Ｃ，Ｋａ波段的 Ａ 夹 层 天 线 罩 设 计 进 行 了 研 究。 优 化 空 气 芯 层 厚 度，天 线 罩 可 具 备两个频点良好的透波性能。用射线追踪法分析了双频天线罩在不同天线扫描 角 下 的 功 率 传 输 系 数 ，结 果 表 明 天 线罩在 Ｃ，Ｋａ波段内两个频点内的传输损耗小于１．０５ｄＢ，满足双频天线罩的应用需求。
较尖的流线型，同时 考 虑 导 引 头 天 线 在 天 线 罩 内 对 整个空域进行扫描 的 因 素，天 线 罩 壁 上 不 同 位 置 对 应的电磁波入射角 有 所 不 同，故 常 用 变 法 向 壁 厚 的 方法实现 天 线 罩 的 最 佳 透 波 设 计 。 ［７］ 对 Ａ 夹 层 天 线罩设计，同样采用变法向厚度的设计方法实现 Ｃ， Ｋａ波 段 的 电 磁 波 穿 透 。
双频天线罩为 Ａ 夹层结构，外 层 为 介 电 常 数 约 ３．２的氮化硅；天 线 罩 的 芯 层 通 过 两 层 氮 化 硅 天 线 罩间的空气 间 隙 天 然 而 成，介 电 常 数 为 １。Ａ 夹 层 双频天线罩截面如图２所示。
图１ Ａ 夹层天线罩的罩壁结构 Ｆｉｇ．１ Ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ Ａ－ｌａｙｅｒ ｒａｄｏｍｅ
由 上 述 推 导 可 知 ：获 知 天 线 罩 各 层 的 厚 度 、介 电
性能后，可根据入射角算出平面波穿透 对 称 Ａ 夹 层 材料时的功率传输系数 Ｔ ２ 。
２ 天线罩设计与分析
２．１ 双 频 天 线 罩 设 计 原 理 为满 足 空 气 动 力 学 要 求，天 线 罩 的 外 形 是 头 部
上 海 航 天
第 ３２ 卷 ２０１５ 年 第 １ 期
ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＳＨＡＮＧＨＡＩ
４５
文 章 编 号 ：１００６－１６３０（２０１５）０１－００４５－０３
一种新型双频天线罩设计
吴 秉 横１、２，顾 昊２ ，冯 红 全２ ，余 兴２ ，刘 元 云１、２
（１．上海市航空航天器电磁环境效应重点实验室，上海 ２００４３８；２．上海无线电设备研究所，上海 ２０００９０）
２．２ 平 板 传 输 性 能 分 析 用上述设计方法建立对应不同入射角的最优外
层和芯层厚 度，所 得 天 线 罩 平 板 模 型 如 图 ３ 所 示。 计算时，用电磁波单层平板透波公式算得外层在 Ｋａ 波段的最优厚度，由 平 面 电 磁 波 穿 透 多 层 介 质 平 板 公式优化 Ｃ 波段的最 佳 透 波，获 得 不 同 入 射 角 的 最 优芯层壁厚。考虑水 平 极 化 电 磁 波 在 入 射 角 约 ６０° 处会出现全折射，因 此 最 优 芯 层 厚 度 的 优 化 结 果 基 于垂直极化情况而得。
图２ Ａ 夹层双频天线罩截面 Ｆｉｇ．２ Ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａ－ｌａｙｅｒ ｒａｄｏｍｅ
设计 中，根 据 天 线 罩 罩 壁 上 不 同 位 置 对 应 的 入 射角，先求出天线罩外层 的 厚 度，该 厚 度 约 为 Ｋａ波 段上工作频点对 应 的 半 介 质 波 长。 在 此 基 础 上，根 据已知的入射角和 天 线 罩 外 层 厚 度，确 定 此 时 满 足 Ｃ 波段工作频 点 最 佳 透 波 的 空 气 芯 层 厚 度，进 而 得 出对应不同入射角 的 天 线 罩 外 层 和 芯 层 厚 度，最 终 建立天线罩模型。
第 ３２ 卷 ２０１５ 年 第 １ 期
吴 秉 横 ，等 ：一 种 新 型 双 频 天 线 罩 设 计
４７
的垂直极化 传 输 损 耗 小 于 １．０５ｄＢ，水 平 极 化 传 输 损耗小于 ０．４ｄＢ。 仿 真 结 果 说 明 本 文 设 计 的 变 壁 厚 Ａ夹层天线罩传输损耗在２个频带内均小于 １．０５ｄＢ，具 有 良 好 的 双 频 传 输 特 性 。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒａｄｏｍｅ；Ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；Ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；Ａ－ｌａｙｅｒ
０ 引言
作为 航 空 器 系 统 中 的 重 要 分 系 统 之 一，天 线 罩 的作用是保护导引头天线在高速飞行时不受外界环 境 影 响 ，又 需 保 证 导 引 头 的 作 战 能 力 ，即 具 有 电 磁 波 高效穿透的 功 能 。 ［１］ 随 着 复 合 制 导 技 术 的 发 展，对 天线罩的电气性能 提 出 了 更 高 的 要 求，一 般 需 要 天 线罩在两 个 不 同 的 频 段 内 具 有 良 好 的 功 率 传 输 系 数。因此，双频天线 罩 的 电 性 能 对 导 引 头 有 非 常 重 要的意义。为实现 天 线 罩 的 双 频 透 波，对 双 频 天 线 罩实现形式进行了 大 量 研 究，目 前 主 要 的 壁 结 构 形 式有单层、Ａ 夹 层、Ｃ 夹 层、复 杂 结 构 等。 由 天 线 罩 的整数倍半波长壁 厚 设 计 理 论，厚 度 为 半 介 质 波 长 整数倍的单层结构天线罩已广泛 用 于 带 宽 小 于 ５％