天线阵技术

柔性共形阵天线技术的发展及应用共形阵天线是和物体外形保持一致的天线阵，将天线阵面与载体外形“共形”，增强了适应性，相对于平面阵天线有很大的优势。

在现代无线通信系统中，共形阵天线由于能够与飞机、导弹以及卫星等高速运行的载体平台表面相共形，且并不破坏载体的外形结构及空气动力学等特性，成为天线领域的一个研究热点，是新世纪相控阵雷达发展的一个重要方向。

其中，柔性共形阵天线（后面重点介绍）是更先进的一种共形阵天线技术，不仅可以和任意曲面共形，能够随着外形变化进行动态调整适应而且对于飞行器因气动、冷热等引起的振动和外形变化具有更好的适应性。

目前中国、美国、日本都在进行相关研究，中国已经研制成功采用圆柱阵的相控阵雷达和直升机共形天线。

共形阵天线技术发展历史共形阵的研究实际上很早就开始了，上世纪30年代雷达刚刚出现的时候，科学家就开始对圆环阵、圆锥阵等特别形状天线进行研究，它们被视为共形阵的基础和突破口。

上世纪80年代以后，随着信息革命的爆发，微电子技术迅速发展，一系列新器件、工艺的出现，为共形阵的运用打下了坚实的基础，目前共形阵已经开始部分实用，共形相控阵天线已经运用到各种雷达，如地面、舰载、机载探测雷达，电子战系统、通信系统等，运用领域也越来越广泛。

共形天线已经走入实用共形阵天线技术特点传统的相控阵雷达天线一般采用线阵或者平面阵，它的优点就是结构比较简单，技术处理比较容易，各方面理论比较成熟，因此费用、成本等较低，是目前相控阵雷达广泛使用的天线形式。

不过平面相控阵天线也有自己一些先天的不足之处，限制它进一步的发展。

决定雷达探测距离两个参数：孔径和功率。

想提高雷达的探测距离，就必须提高雷达的孔径，但是飞机上空间有限，难以找到较大的空间给平面阵，这样共形阵就出现了，共形阵最大的特点就是能够和载体表面共形，这样的话，就可以有效的扩展雷达天线的孔径，相。

天线交换矩阵技术要求一：功能要求要求短波交换矩阵能够串接在天线和一组接收机之间，用放大接收信号功率，使一副天线接收的信号无损耗的提供给多部接收机工作。

要求一部天线交换矩阵具有16路输入、32路天线输出功能，即16X32路天线交换矩阵实现天线和接收机之间的切换，使用外接市电220V，同时要求能够提供接口的通信协议，以及实现终端工控机的软件控制。

二：技术性能2.1.1 频率范围： 1.5MHz～30MHz2.1.2 输入出驻波：≤22.1.3输出驻波：≤22.1.4 增益： 1.5dB±2dB2.1.5 噪声系数：≤7.5dB2.1.6 输入1dB压缩点：≥7.5dBm2.1.7 二阶截点IP2：≥68dBm2.1.8 三阶截点IP3：≥30dBm2.1.9 输出端口路间隔离度：≥35dB（同输入）≥60dB（不同输入）2.1.10 切换速度：≤20ms2.1.11 控制接口：控制接口RJ45/RS232C2.1.12 高频信号接口输入：BNC型、输出：BNC型2.1.13 MTBF：≥2000h2.2 环境条件2.2.1工作环境温度 +5℃～+55℃相对湿度≤95％大气压力 96～104KPa2.2.2 机械性能振动、冲击符合GJB2225.2-94要求。

2.2.3 外形尺寸(单位mm)标准4U机箱，外形尺寸为：482.6×177×550。

三：维护要求该设备要求于北京监测站短波监测机房进行试用一年，以保证产品性能可靠。

四：售后服务、技术支持和培训要求1 根据投标方向招标方所提供的硬件设备的种类及其应用范围，以及招标方的需求，投标方向招标方提供全方位的、有效的、及时的技术支持和服务。

2 投标方必须具备履行招标方的服务要求及长期合作的能力，具有完备的技术支持体系，应为招标方提供全方位的专业技术支持服务，包括但不限于依托投标方售后服务体系建立项目的本地化服务，以及受过专业训练、具有丰富经验、稳定、长期的专业技术支持队伍。

天线罩与天线阵全波仿真技术天线罩是用来保护天线的一种介质外壳，使天线避免在各种恶劣环境条件下可能造成的损坏，但是天线罩的存在也会影响天线的电性能，包括辐射方向图、功率传输损耗、瞄准误差等。

随着ANSYS HFSS 软件在天馈系统设计中的普及，针对天线及其前端馈电网络的基于仿真的设计流程已经日趋成熟。

先进的设计手段也促进射频模块不停地向更高性能、更高集成度的方向发展。

随着天线指标的不断提高，天线罩的电磁设计，尤其是天线罩与天线或天线阵的一体化设计和联合仿真已经成为迫切需要解决的课题。

天线罩作为复杂天线系统的重要组成部分，其电磁设计也具有相当的难度。

很多天线罩是电大尺寸与复杂材料的混合体，同时，当其内部为波导裂缝天线阵时，还需要考虑天线的转动角度，其转动引起的瞄准误差和瞄准误差斜率对计算精度的要求高，采用全波仿真技术对天线阵带天线罩进行整体精确仿真是必要的。

其产生的大规模计算和大的仿真任务量需要通过先进的算法及并行求解技术实现。

1.新功能3D Component更快实现天线罩与天线阵一体化建模在通常的研发流程中，天线罩与天线或天线阵往往是不同设计小组开发，而在天线罩的电性能研究中，需要将天线或天线阵与天线罩一体化进行考虑，才能获得更为精确且可靠的结果，因为只有这样才能将复杂的近场效应考虑在内。

因而，仿真模型的安全传递成为了实际研发过程中必须要解决的问题。

HFSS中不断完善的3D Component功能可以将HFSS仿真模型保存为一个3D Component，这个Component中包含了HFSS仿真所需的一切设置与信息，包括三维结构、材料属性、端口、边界条件、网格剖分方式、混合算法设置等，可以直接用于新的仿真。

在最新的HFSS 2016版本中，3D Component增加了全新的加密功能，除了可以通过密码保护模型的安全外，还能够隐藏模型的结构细节，在3D Component的使用者看来，就像一个黑盒子，却通过仿真能获得完整模型的所有性能，从而进一步确保了模型传递的安全性，保护。

全向高增益天线阵技术的研究进展余阳;朱永忠;何伟【摘要】全向天线因其具有水平全向辐射特性,有利于高速运动的移动平台以及中继站接收各个方向的电磁波而受到广泛关注.综述了高增益全向天线的需求背景、典型结构和关键技术,依次介绍了共线折合振子阵、富兰克林全向共线振子阵、缝隙耦合串馈共线全向天线阵、同轴共线天线阵和印刷全向共线天线阵的结构特点,对比总结了它们各自的优缺点.最后还分析了高增益全向天线的宽带化、小型化、组阵等关键技术.为满足未来实际应用需求,高增益全向天线阵的宽带化、小型化技术将成为今后的研究重点.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2018(058)011【总页数】7页(P1356-1362)【关键词】全向天线;全向天线阵;高增益;宽频带;小型化【作者】余阳;朱永忠;何伟【作者单位】武警工程大学信息工程学院,西安 710086;武警工程大学信息工程学院,西安 710086;武警部队参谋部,北京 100089【正文语种】中文【中图分类】TN821 引言全向天线在现代移动通信中应用十分广泛，如车载台、船载台、陆基导航系统以及中继站等设备都要求采用全向天线。

美国IEEE Std145-1993中给出了全向天线的定义：在一给定的平面内的辐射方向图基本上是无方向性的，而在任一正交平面内则是有方向性的一种天线。

因此，全向天线的特别之处在于它的辐射特性，可以在水平方向内实现360°均匀辐射，即向自由空间中的某一平面均匀地分布辐射电磁波能量，在该平面的方向图中数学表示为一个理想圆，这就使得全向天线有很大的应用潜能。

例如,为了使车载、机载、船载等运动速度不定、轨迹不定的高速移动平台以及基站在各种状态下均可接受电磁波，一般都要求使用全向辐射性能良好的天线。

所以全向天线一直都是移动通信系统关注的重点问题[1]。

近年来随着通信技术的快速发展，高增益全向天线主要在结构上发生了很大变化。

早期的高增益全向天线主要是柱状或者杆状的立体结构，例如1920年提出的富兰克林全向共线天线阵[2]、1989年由Balslay和Ecklund提出的同轴共线天线阵[3]以及共线折合振子阵[4]都是此类结构，这反映了早期高增益全向天线都是垂直极化共线阵的柱状结构，此类天线至今还广泛运用于移动通信系统中。

短波测向天线阵工作原理
短波测向天线阵的工作原理可描述如下：
1. 天线结构：短波测向天线阵通常由多个天线组成，这些天线按照特定的几何形状和排列方式布置在一起。

常见的天线形式包括水平线天线阵、垂直线天线阵和圆环型天线阵等。

2. 信号接收：短波测向天线阵用于接收空中传播的短波信号。

当短波信号到达天线阵时，每个天线上的电流振动产生相应的电磁场。

3. 电信号处理：每个天线捕获到的信号会通过信号处理电路进行增益放大、滤波和频率变换等处理。

此外，还需要对不同天线采集到的信号进行精确的时间同步。

4. 相位差分测量：接下来，在信号处理电路中进行相位差分测量。

通过对不同天线接收到的信号进行相位差分测量，可以得到每个信号源相对于天线阵的到达角度信息。

5. 信号定位：利用相位差分测量得到的角度信息，通过相位差定位算法计算出信号源的准确位置。

这样就可以实现对信号源的定向测量和定位。

总之，短波测向天线阵通过不同天线接收到的信号的相位差分测量，结合信号处理和定位算法，能够对信号源进行准确的测向和定位分析。

二元天线阵的研究方法二元天线阵的研究一、引言二元天线阵是一种常见的天线布置形式，通过合理的设计和研究，可以实现多种应用。

本文将详细介绍二元天线阵的研究，并探讨其中的各种方法。

二、二元天线阵的定义二元天线阵由两个天线组成，可以分为垂直架构和水平架构两种形式。

其特点是可以实现定向性较好的信号放大和接收，并且能够减少多径效应。

三、二元天线阵的研究方法在二元天线阵的研究中，有多种方法被采用。

下面列举几种常见的方法：1.数组方向图方法：–利用数组方向图方法，可以对二元天线阵的指向性进行分析和研究；–数组方向图方法可以通过调整天线间距和相位差来实现不同的指向性。

2.阵列噪声温度方法：–通过阵列噪声温度方法，可以对二元天线阵的性能进行评估；–阵列噪声温度方法可以通过计算接收到的信号和噪声的比值来确定信噪比。

3.天线元件仿真方法：–利用天线元件仿真方法，可以对二元天线阵中每个天线的性能进行模拟和分析；–天线元件仿真方法可以通过数值计算方法或者软件模拟来实现。

4.电磁场分析方法：–通过电磁场分析方法，可以对二元天线阵与外部环境的相互作用进行研究；–电磁场分析方法可以通过电磁场的分布和传输特性来评估二元天线阵的性能。

四、二元天线阵的应用领域二元天线阵在许多领域有着广泛的应用，以下是其中几个典型的应用领域：1.通信领域：–二元天线阵可以用于实现高速无线通信，提高信号传输速度和质量；–通过定向性和波束成形技术，可以增强通信系统的抗干扰能力。

2.雷达系统：–二元天线阵可以用于构建先进的雷达系统，提高目标检测和追踪的准确性；–通过波束成形和多普勒分析，可以实现对目标的高精度测距和速度测量。

3.天基测控系统：–二元天线阵可以用于天基测控系统中的信号接收和发射，实现对航天器的精确控制；–通过波束指向和自适应波束成形，可以降低信号传输的功耗和误码率。

4.成像技术：–二元天线阵在医学成像、地质勘探和无人机图像处理等领域具有广泛应用；–通过合成孔径雷达和多普勒成像等技术，可以实现高分辨率和高精度的图像重构。

阵列天线原理
阵列天线原理是一种通过将多个天线配置在一起以获得更强的信号接收和发送能力的技术。

它利用天线之间的相位差来形成波束，从而增加了信号的聚焦度和方向性。

在一个阵列天线系统中，每个天线都被称为元素。

这些元素之间通常相互平行排列，并且具有相同的天线模式和辐射特性。

当天线元素被正确安装和布置时，它们可以协同工作，形成一个波束，将能量集中在特定的方向上。

这使得阵列天线能够提供更强的信号增益和抗干扰能力。

阵列天线的工作原理基于干涉原理。

当来自同一方向的信号到达阵列时，这些信号会在各个元素之间发生干涉。

如果信号是相位一致的（即相位差为0），则它们将在所有元素上都呈现
出相干叠加的效果，从而形成一个强大的波束。

相反，如果信号的相位差不等于0，则它们在干涉时会发生抵消，从而减弱
或抵消特定方向上的信号。

为了控制阵列天线的方向性和波束形状，每个元素之间的相位差需要通过调节元素之间的信号延迟来实现。

通过改变相位差，可以改变波束的指向性和宽度。

通常，阵列天线系统会使用一个叫做波束形成器的装置来进行相位调节。

波束形成器通过计算和调整每个元素的信号延迟来实现所需的波束形状。

阵列天线的应用非常广泛。

它们被广泛用于通信系统、雷达、无线电导航、天线阵和天线阵列。

通过利用阵列天线的优势，可以实现更好的信号质量、更远的通信距离和更强的干扰抵抗
能力。

因此，阵列天线技术在现代无线通信和雷达系统中扮演着重要的角色。

天线阵列知识点总结一、天线阵列的基本原理1.波束形成天线阵列通过在空间中布置多个天线单元，并将其互相耦合，可以实现一个指向性辐射模式，即在特定方向上形成波束。

这是因为天线阵列中各个天线单元的辐射波在远场区域内会出现相位差，通过合理控制各个天线单元的相位和幅度，就可以使得这些辐射波在特定方向上相干叠加，形成一个主瓣方向清晰、辐射功率最大的波束。

2.波束指向控制天线阵列可以实现波束指向的控制，即通过改变各个天线单元的相位和幅度来实现波束的指向调整。

这可以通过电子扫描或机械扫描的方式来实现。

在电子扫描中，通过无线电频率信号的控制来调整各个天线单元的相位和幅度，从而实现波束在空间中的指向控制。

3.辐射阻抗匹配天线阵列中各个天线单元之间的相互耦合和匹配是天线阵列设计的关键之一。

在设计天线阵列时，需要保证各个天线单元之间的相互匹配，防止互相干扰，同时也需要保证各个天线单元的辐射阻抗匹配，以确保整个阵列的辐射特性和谐波特性。

二、天线阵列的设计方法1.线阵天线设计线阵天线是天线阵列中最基本的一种形式，由一维排列的天线单元组成。

线阵天线的设计方法通常包括天线单元设计、阵列结构设计和波束形成调整。

在天线单元设计中，需要考虑天线的频率响应、辐射特性、极化特性等因素。

在阵列结构设计中，需要考虑天线单元的间距、相位控制网络、幅度控制网络等因素。

在波束形成调整中，需要通过仿真和实验来优化各个天线单元的相位和幅度配置，以实现所需的波束形成。

2.面阵天线设计面阵天线是由二维排列的天线单元组成，可以实现更加复杂的辐射模式和波束形成。

面阵天线的设计方法相对于线阵天线更加复杂，需要考虑到天线单元的排布方式、耦合效应、相位和幅度控制的更加灵活等因素。

在面阵天线设计中，通常需要借助于电磁场仿真软件进行模拟分析，来优化天线单元间的互相耦合效应，以实现所需的辐射特性和波束形成控制。

3.其他类型天线阵列设计除了线阵天线和面阵天线，还有一些其他类型的天线阵列设计方法，如环形天线阵列、螺旋天线阵列、二面角天线阵列等。

反射阵天线与透射阵天线关键技术的研究反射阵天线与透射阵天线关键技术的研究引言：天线作为无线通信系统中的重要组成部分，起着收发信号的重要作用。

在近年来的研究中，反射阵天线和透射阵天线受到了广泛关注。

本文将对这两种天线的关键技术进行深入研究，并探讨其在无线通信领域的潜力。

一、反射阵天线的关键技术1. 反射阵天线的基本原理反射阵天线利用自身的衍射和反射原理，将入射信号进行反射，从而将无线信号聚焦在特定方向上。

其基本原理是通过对天线的几何形状、大小和位置进行优化设计，实现对信号的控制和调整。

2. 天线单元的设计反射阵天线的性能取决于天线单元的设计。

天线单元的主要设计参数包括增益、波束宽度、辐射效率以及频率响应等。

通过调整这些参数，可以实现对天线性能的优化。

3. 多元天线阵列为了实现更好的性能，反射阵天线常常采用多元天线阵列。

多元天线阵列由多个天线单元组成，通过调整单元之间的间距和相位差，实现对天线的方向性和增益的控制。

4. 激励信号的设计反射阵天线通过激励信号的设计，实现对天线的指向性和频率响应的优化。

激励信号的设计可以采用多种方法，包括窄带激励和宽带激励等，具体的选择取决于应用场景和需求。

二、透射阵天线的关键技术1. 透射阵天线的基本原理透射阵天线基于介质的透明性，在材料中引入控制单元，通过对材料的电磁参数进行调节，实现对透射信号的控制和调整。

其基本原理是通过对材料的折射率、厚度和形状进行优化设计，实现对信号的调制和控制。

2. 材料的选择和设计透射阵天线的性能取决于材料的选择和设计。

目前常用的透射材料包括金属光子晶体、介电体和导电材料等。

通过对材料的选择和设计，可以实现对透射信号的频率响应、相位调节和振幅控制的优化。

3. 透射信号的调制透射阵天线通过调制透射信号的相位和振幅，实现对天线的方向性和增益的控制。

透射信号的调制可以采用多种方法，包括电调制、光调制和声波调制等。

具体的选择取决于应用场景和需求。