近场目标自适应聚焦天线

发布时间：2024-04-07 05:21

　　为了对位于天线近场区的目标进行定位和能量传递,提出了一种近场目标自适应聚焦天线的设计原理.当无源目标位于阵列天线近场区域时,通过检测发射阵列天线到接收天线之间的电磁散射参数,建立发射阵列天线到接收天线之间的功率传输方程,通过特征值方法优化求解功率传输效率的最大值,即可获得发射阵列天线在目标位置产生聚焦效应的激励分布.实验过程中,随机预设了多个不同位置、不同电磁参数和不同形状的近场目标,均获得了与预设目标位置相符合的电场聚焦分布效果.该近场目标自适应聚焦天线能够有效地将辐射电场聚集到位于近场区域的随机目标位置,从而实现目标的定位、跟踪和能量传递,聚焦效应对近场目标的位置、形状和电磁参数均不敏感.

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【部分图文】：

图1(a)阵列天线单元结构;(b)线形阵列天线实物

设计了中心工作频率为2.45GHz的阵列天线单元,其结构为双层介质基板结构,如图1(a)所示.通过商业软件进行天线单元的结构优化设计,几何尺寸分别为:a=42.5mm,b=41.5mm,w=13.5mm,g=5.0mm,d=13.5mm和h=5.0mm.两层介质基板....

图2阵列天线单元的(a)回波损耗和(b)增益方向图

图2(a)和图2(b)分别为阵列天线单元的回波损耗和增益方向图,可以看到,–10dB阻抗匹配带宽为2.34—2.64GHz,半功率波束宽度为±36°,能有效满足线形阵列天线在较大的横向近场区域内实现电场聚焦扫描.2.2目标自适应聚焦原理

图3不同目标位置条件下的测试散射参数(a)位置1;(b)位置2;(c)位置3

为了验证上述发射阵列天线的自适应聚焦工作原理,采用如图1(b)所示的直角坐标系,将金属方体随机预置于天线上方的某高度的多个坐标位置(x,y,z):位置1(–220mm,0mm,480mm),位置2(–70mm,0mm,480mm)和位置3(0mm,0mm,4....

图4归一化电场测试(a)测试平台;(b)可调谐射频馈电电路

基于射频相移衰减电路构成的可调谐馈电网络实现了表1所列出的发射阵列天线激励分布,并在近场测试平台上加载到发射阵列天线上,测试了预置目标水平面上的归一化电场分布.测试平台包括了数字可控位移平台、矢量网络分析仪、电场探头和可调馈电网络,分别如图4(a)和图4(b)所示.目标置于不同位....

本文编号：3947740