综述:改进双脊喇叭天线用于无人机干扰应用

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Sensors International CS24.6

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  这篇综述提出了一种改进型双脊喇叭天线(DRHA),通过遗传算法优化(GA)和三层介电常数微波透镜设计(εr 2.1/4/4.2),显著提升了GPS L1(1.575 GHz)、2.45 GHz和5.8 GHz频段的性能。反射系数从?12.13 dB优化至?19.7 dB(仿真),实测增益达7.92 dB(1.575 GHz)、10.9 dB(2.45 GHz)和15 dB(5.8 GHz),适用于便携式无人机干扰系统。

  

改进双脊喇叭天线的设计背景
近年来,无人机数量激增且成本降低,对机场、军事等关键领域构成威胁。手持式反无人机干扰天线需满足多频段(GPS L1、2.45 GHz、5.8 GHz)、高增益和窄半功率波束宽度(HPBW)的要求,传统天线难以兼顾。

关键技术突破
研究团队通过CST Studio仿真和遗传算法(GA)优化双脊喇叭天线(DRHA)结构,并创新性地设计了三层介电微波透镜:直径分别为11 cm(εr=2.1)、7 cm(εr=4)、4 cm(εr=4.2),厚度对应0.9 cm、1.3 cm和1.5 cm。该透镜使2.45 GHz频段反射系数从?12.13 dB提升至?19.7 dB(仿真),实测结果从?8.25 dB跃升至?18.8 dB,改善率达43.88%。

性能验证
最终天线尺寸为3.65λ×2λ×2λ,实测峰值增益分别为7.92 dB(1.575 GHz)、10.9 dB(2.45 GHz)和15 dB(5.8 GHz),与仿真结果高度吻合。窄波束和高增益特性使其成为便携式干扰设备的理想选择。

应用前景
该设计通过多频段覆盖和介电透镜的协同作用,解决了无人机干扰系统对天线性能的严苛需求,为反无人机技术提供了硬件支持。未来可进一步探索透镜材料的轻量化与频段扩展。

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