光子学报
2023, 52(10): 1052402
西安理工大学陕西省超快光电与太赫兹科学重点实验室，陕西 西安 710048
基于太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统，使用两个相互垂直的光电导天线构建了1×2 GaAs光电导太赫兹源阵列。通过调控各个阵元的偏置电压，对其辐射太赫兹波的偏振方向进行研究。结果表明：在已实现光电导发射天线阵列的高效合成以及可同时检测脉冲太赫兹波的振幅、相位及偏振态的探测天线的基础上，通过调控各个阵元的偏置电压分别改变了平行和垂直两个阵元辐射太赫兹波的强度；经过1×2 GaAs光电导太赫兹源阵列在远场的同步合成，可产生不同偏振方向的脉冲太赫兹波，实现了以全电控的方式产生任意偏振方向太赫兹波的光电导太赫兹辐射源。
太赫兹时域光谱系统 太赫兹辐射源 光电导天线阵列 偏振方向 激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811022
1 中国科学院国家空间科学中心 中国科学院微波遥感技术重点实验室，北京 100190
2 中国科学院大学，北京 100049
近场成像是干涉式被动毫米波成像技术的重要应用领域，阵列构型是影响近场相位误差的重要因素。搭建二维合成孔径近场成像仿真系统，实现目标场景生成、近/远场前向仿真、图像重构和近场相位误差等功能。利用该系统对空间分辨力相同条件下的常用二维天线阵型的近场误差进行定量评估和分析，针对二单元的近场扫描成像试验系统，提出一种将接收机通道误差、近场相位误差分步校正的自定标方法。比较基于参考点源的近场成像方法，该方法仅需先验距离信息，无需再对参考点源进行成像，具有操作简单、成像速度快的优势。
合成孔径 近场成像 亮温重建 天线阵列 误差评估 误差校正 synthetic aperture near–field imaging brightness temperature reconstruction antenna array error evaluation error correction 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1027
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 国防科技创新研究院太赫兹生物物理创新试验室，北京 100071
针对单个偶极天线辐射功率低的问题，设计了透镜天线和光电导天线阵列来提高天线的辐射性能。首先，设计了半径为0.5、1.0和1.5 mm的透镜天线，研究了透镜的半径和扩展长度对天线辐射性能的影响。结果表明，当扩展长度与半径比值为0.28时，透镜天线的方向性更好，0.5 mm的透镜天线的峰值增益达到26.1 dB。进一步，设计了2×2光电导天线阵列。通过试验测得阵元的辐射功率约为10 μW，并且阵元的信噪比约为50 dB。试验结果表明太赫兹信号的合成效率接近90%，提高了太赫兹输出功率，从而为设计制作包含更多阵元的小型化天线阵列提供基础。同时，对影响光电导探测天线的噪声因素进行了探讨。
太赫兹 透镜天线 天线阵列 光电导天线噪声 terahertz lens antenna antenna array noise of photoconductive antenna
大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
透镜天线阵列下毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统通过波束选择可以大大减少所需的射频链数目, 解决系统硬件成本和能耗过高的问题, 然而, 波束选择需要基站端获取准确的信道状态信息。对此, 文章首先利用波束空间的结构特性, 采用基于支持检测(SD)的信道估计方案, 以较低的导频开销和计算复杂度对大尺寸信道进行更加可靠的估计；其次受仿生学中蚁群优化(ACO)算法的启发, 文章提出了一种基于SD估计信道的ACO波束选择方案, 该方案既能有效地避免用户间波束的干扰, 又能最大限度地提高系统和速率；最后, 仿真结果表明, 该方案能够得到计算复杂度显著降低的近优解, 在提高系统和速率方面优于现有方案。
毫米波通信 大规模多输入多输出 透镜天线阵列 信道估计 波束选择 mmWave communication massive MIMO lens antenna array channel estimation beam selection
为解决X波段机载雷达变极化速度较慢的问题, 设计了一种可实现脉间变极化的偶极子天线阵。该天线阵采用正交排列薄片电偶极子阵元, 并加装垂直贴片和反射板, 通过同轴线耦合巴伦进行馈电。利用改造后的阵元组成了一个4×4的16元矩形栅格、矩形边界均匀平面正交极化天线阵, 利用射频开关控制馈电线路实现快速变极化, 通过高频结构仿真(HFSS)软件对其进行参数优化和建模仿真, 结果显示, 该天线阵具有较低的驻波比和副瓣电平以及较高的天线增益, 可以作为机载正交极化相控阵雷达天线的参考设计, 或用作正交极化阵列天线的子阵。
机载雷达 天线阵列 X波段 偶极子天线 正交极化 airborne radar antenna array X-band dipole antenna orthogonal polarization
设计了一副宽带高增益圆极化微带天线，并进行组阵分析。天线中心频率 2.6 GHz，通过增加寄生贴片和空气层来提高天线单元的增益和带宽。上下两层介质板上边长不同的切角方形贴片分别激励一个低频与高频的圆极化模，有效地拓宽了轴比带宽。仿真结果表明，反射系数 |S11|<-10 dB带宽21.8%，3 dB轴比带宽 12.0%，中心频率点增益 9.0 dBi。对天线单元进行加工测试，与仿真结果较为吻合。设计了 2×4元阵列，并进行了仿真，增益提升至 17.5 dBi，3 dB轴比带宽10.4%。
微带天线 圆极化 宽带 天线阵列 microstrip antenna circular polarization wideband antenna arrays 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(3): 448
1 国网天津市电力公司 信息通信公司, 天津 300000
2 电子科技大学 信息与通信工程学院, 成都 611731
采用马赫-曾德尔光波导干涉仪与锥形天线阵列, 研制了基于铌酸锂(LiNbO3)结构、可用于电力电场测量的大带宽电场传感器, 并通过实验对传感器性能进行了测试。结果表明, 该传感器在10kHz~18GHz的大带宽范围内, 频响特性波动小于±10dB, 最小可测电场强度达到0.4V/m, 可测量场强达103V/m的纳秒脉冲电场。
集成光学传感器 电场传感器 脉冲电场测量 锥形天线阵列 integrated optical sensor electric field sensor pulsed electric field measurement tapered antenna array
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了提高太赫兹辐射强度, 设计了带THz扼流圈的偶极天线阵列.模拟结果表明, 增加直线阵的阵元数对平均匹配效率影响很小, 却能线性增加相干辐射强度.加入THz扼流圈可减小进入到传输线的交流分量, 进而减小共振频率的偏移, 使平均匹配效率提升了两倍.相比于网格排列的平面阵, 交错排列的阵元在垂直方向上具有更小的耦合, THz发射谱更窄.通过使用聚酰亚胺透镜代替硅透镜, 可有效提高输入电阻, 并将总效率由25%提高到35%.
THz偶极天线阵列 低温砷化镓薄膜 THz扼流圈 高输入电阻 聚酰亚胺透镜 高辐射强度 terahertz dipole antenna array LT-GaAs film THz choke high input resistance polyimide lens high radiation intensity
中航工业北京青云航空仪表有限公司综合射频技术研究中心, 北京 100086
在多模复合制导模式下, 被动雷达导引头(PRS)可采用共形天线阵列接收入射信号。共形天线通常为线极化天线, 将其摆放在弹体的一周, 天线阵列的接收信号将出现极化分集问题。针对该问题, 建立了在极化分集条件下共形天线阵列接收信号的数学模型, 理论推导极化分集对干涉仪方法测向性能的影响, 以及分析干涉仪方法能够正确测向的前提条件, 通过计算机仿真实验验证了研究结论的有效性。该文给出了解决共形天线阵列极化分集问题的研究思路。
被动雷达导引头 共形天线阵列 干涉仪 极化分集 Passive Radar Seeker conformal antenna array interferometer polarization diversity 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(3): 445
