新型低剖面宽带宽角度波束扫描反射阵列天线技术研究

基本信息
批准号:61871223
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:郭璐
学科分类:
依托单位:南京理工大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨琬琛,范冲,曹越,修鑫,谷礼政,于慧婷,闵鸣
关键词:
宽带/超宽带天线低剖面天线反射/透射阵列天线相移表面波束扫描
结项摘要

Satellite communications, particularly the “Satcom on the move”, are nowadays widely used in both civilian and military fields. As a critical part of the entire system, antennas have been receiving increasing research interests from both the academia and industries. However, it is quite challenging to achieve wideband, high-gain, low-profile, wide-angle beam-steering and simple configuration characteristics of the antenna simultaneously. In this project, wideband/ultra-wideband elements, folded structures, and near-field phase transformation, are employed and investigated to realize wideband, high-gain, low-profile and beam-steering reflectarrays. The researches of this project include: (1) Analyze and investigate novel wideband/ultra-wideband elements, understand their operating mechanism and consequently propose a schematic approach to design wideband/ultra-wideband elements in an array environment; (2) Study the working principle of the polarizers based on both conventional and metamaterial structures, and therefore provide a design methodology to achieve low-profile reflectarrays; (3) Propose novel phase shifting surfaces and simply rotate them just above the antenna arrays to realize the beam scanning; (4) Realization of high-performance low-profile beam-steering antenna arrays. The research and prospective achievements of this project are expected to provide a solid theoretical foundation and an important guidance for designing wideband, high-gain, low-profile, and beam-steering antenna arrays. In addition, the outcomes of this project are also expected to demonstrate significant engineering application values for the further advancement of the “Satcom on the move”.

目前卫星通信特别是动中通系统在社会生活及军事领域中得到了十分广泛的应用,作为其核心部件之一的天线成为当前研究的热点。本项目针对如何同时实现宽带、高增益、低剖面、宽角度波束扫描且结构简单这个极具挑战性的技术难点,开展宽带高增益低剖面波束扫描反射阵天线设计方法的研究,特别是宽带及超宽带单元、折叠式结构、近场相位变换技术等的研究。具体研究内容包括:(1)分析宽带及超宽带单元结构参数对性能的影响规律,提出综合考虑单元和阵列布局的宽带化设计方法;(2)研究基于传统极化选择栅格及新型超材料结构的极化扭转板的工作机理,提出实现低剖面反射阵的设计方法;(3)提出新型相移表面结构,研究近距离改变其与天线阵之间夹角的波束扫描技术;(4)高性能低剖面波束扫描天线阵的实现。该项目研究及其成果不仅对于宽带高增益低剖面扫描天线阵设计提供了重要的理论基础与技术指导,而且对于推动动中通系统的进一步发展具有重要的应用价值。

项目摘要

卫星通信特别是动中通系统在社会生活及军事领域中得到了十分广泛的应用,作为其核心部件之一的天线成为当前研究的热点。本项目针对如何同时实现宽带、高增益、低剖面、宽角度波束扫描且结构简单这个极具挑战性的技术难点,开展宽带高增益低剖面波束扫描反射阵天线设计方法的研究。通过项目研究,实现了反射阵列天线宽带化、低剖面化、及低成本化波束扫描的设计方法,对于推动动中通系统的进一步发展具有重要的应用价值。依托本项目以第一和通讯作者发表SCI论文13篇,EI学术会议论文16篇,国内外会议特邀报告3次;第一发明人授权国家发明专利6项、实用新型专利2项;项目负责人入选“江苏特聘教授”;培养硕士毕业生4名、在读博士生1名、硕士生12名。其中,指导的硕士生2人次获得国家奖学金。本项目研究成果对于高性能动中通天线的设计及实现具有显著的支撑作用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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