基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计

微带阵列天线的馈电方式有微带线馈电和同轴馈电两种方式,本文利用HFSS软件对微带阵列天线进行了研究,分析了两种馈电方式的传输损耗及其对天线方向图的影响,利用模块化的设计方法实现了一种基于同轴线馈电结构的多元矩形微带阵列天线。在HFSS仿真设计环境里对天线进行了物理建模,该微带阵列天线的方向图特性良好,工程上实现比较方便。     

天线方向性图的神经网络建模

为了探索多层前传神经网络模型对天线方向性图的建模能力与特性,用多层前传神经网络模型对对称振子天线及二元对称振子天线阵的方向性图进行建模试验。实验表明,多层前传神经网络模型可以有效地对天线的方向图进行建模,可用于天线的计算机辅助设计（CAD）。     

基于HFSS的4元平面微带阵列天线的设计

以微带阵列天线的空腔模型分析法为基础,完成了LS波段的4元线极化微带阵列天线的设计。利用HFSS仿真软件构建了阵列天线的物理模型．利用HFSS宏定义优化了天线的尺寸参数．通过数据后处理得出了驻波比、反射系数、增益方向图和电场方向图等曲线。仿真设计结果表明．该4元微带阵列天线各项性能良好,满足天线工程的需要。     

在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法

在常用天线方向图测量方法的基础上,考虑大型阵列天线尺寸大的特殊性,并且结合实际测量条件,设计出一套在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法。按照此方法,对某型号飞机的阵列天线方向图进行测试。测得其俯仰面辐射方向图后与理论仿真结果对比,论证实验方案的准确性,并对实验误差进行分析。     

基于支持向量机与RBF神经网络的软测量模型比较研究

给出了基于支持向量机(SVMs)和RBF神经网络的软测量建模方法.通过对这两种方法进行理论分析和仿真比较研究,结果表明,SVMs方法跟踪性能好、泛化能力强、对样本的依赖程度低,它比基于RBF神经网络的软测量建模具有更好的推广能力.     

X波段Vivaldi天线阵列互耦研究

利用有源方向图法对X波段Vivaldi天线阵列互耦问题进行了分析,提出了加载DGS结构的Vivaldi天线阵的去耦方法,分析了互耦对阵列天线方向图增益、波束宽度、副瓣电平等特性的影响.理论分析和仿真结果表明,该方法可以有效地减小Vivaldi天线阵列的耦合,对天线阵列设计有一定的实用价值.     

神经网络在声纳建模中的应用

基于声纳方程,同时考虑目标声特性和海洋环境参数,建立了主动式和被动式的声纳方程.利用海洋环境数据训练神经网络,实时解算不同环境参数时的噪声级.通过MATLAB仿真,比较径向基神经网络(RBF网络)和误差逆传播神经网络(BP网络)在模型中的作用,证明了RBF网络比BP网络能更好地满足声纳建模的需求.     

基于神经网络的车轮运行状态的动态监控

在介绍神经网络的基础上，提出基于RBF神经网络的轮轨间滑行情况的动态监控的方法，包括神经网络类型的选用，RBF神经网络的建模方法，神经网络非线性仿真的特性，数据修正的方法，预测的具体过程等。     

基于RBF神经网络的复杂系统的建模与优化

针对BP神经网络算法在用于函数逼近时,存在着收敛速度慢、易陷入局部极小的不足,提出基于RBF(径向基函数,Radail Basis Function)神经网络的建模与优化方法,并以典型复杂系统联合制碱工业过程为例,利用神经网络算法的强大学习能力建立RBF神经网络模型,并进行优化研究。以联合制碱工业过程中的煅烧工段为例进行了仿真研究,仿真结果显示RBF神经网络的优越性,效果令人满意。     

混沌RBF神经网络在电力负荷预测中的应用

混沌和RBF神经网络相结合的方法,可以充分利用混沌的随机性、初值敏感性等特点,也可以充分利用RBF神经网络的大规模并行处理、自组织自适应性等功能,因此,受到了许多研究者的青睐.研究了混沌RBF神经网络,利用RBF神经网络的学习、逼近能力,结合混沌时间序列的嵌入维数、时延等参数构造了混沌RBF神经网络,分别对典型混沌序列及混沌RBF神经网络的建模预测进行仿真,并将RBF神经网络应用于油田电力负荷预测中.仿真分析和实用结果表明,混沌RBF神经网络具有预测时间短、预测精度高等优点,具有较高的指导意义和应用价值.     

口径耦合微带天线阵的互耦研究

针对微带天线阵阵元之间互耦的复杂性,给出了用时域有限差分法对口径耦合微带天线直线阵互耦现象进行分析的方法.该方法以口径耦合微带天线单元构成的7单元直线阵为研究平台,借助仿真软件Empire获取数据,结合直线阵和传输线理论导出相应计算公式,并用Matlab进行数据处理.应用该方法分析了互耦阵列的行为,给出了互耦系数的计算方法及其在天线设计中的应用方法.分析结果表明:由于互耦的存在及影响,使中心位置馈电天线阵的方向图出现旁瓣,边缘位置馈电的方向图出现非对称形状;互耦系数随着与馈电单元距离的增大急剧下降,距离4个阵间距以上的天线单元其模值下降到0.01以下.通过实例将该方法分析结果与仿真曲线进行了对比,其吻合程度验证了该方法的精确性.为在互耦状态下微带天线阵的设计提供了参考.     

最小均方误差准则的自适应天线阵控零技术研究

本文针对基于最小均方误差准则的自适应天线阵方向图的控零技术进行研究。首先介绍了最小均方误差准则的基本理论,然后对基于该准则的自适应天线阵进行理论分析,最后对需要信号和干扰信号的到达方向发生改变以及干扰信号的幅值发生改变的两种情况阵的抗干扰性能。     

准自适应波束形成法及其仿真

为解决智能天线中自适应波束形成算法复杂且难以实现的问题,提出一种准自适应波束形成法.基于均匀分布天线阵方向性图主瓣最窄、二项式分布天线阵在阵元间距为λ/2时方向性图无副瓣的特性,将均匀分布和二项式分布天线阵的方向性函数相乘并展开,得到主瓣窄、副瓣低的天线阵加权系数的计算公式.仿真结果表明,该算法计算量小,所得天线阵方向性图主瓣窄、副瓣低,基本能抑制主瓣之外的所有干扰,且其主瓣指向并跟踪期望用户来波方向,具有准自适应性.     

考虑互耦的改进型Vivaldi天线阵列优化设计

设计了一种改进的Vivaldi天线,采用基于指数和椭圆的混合渐变线方法,实现了天线的小型化设计,同时具有超宽带的性能。将该天线沿x轴组成了一个8元直线排列的天线阵列,采用有源单元方向图方法来考虑天线单元间的互耦,得到的阵列方向图与全波模拟结果吻合很好。与微分进化-连续蚁群优化算法的混合算法相结合,通过调整单元的激励幅度,实现了方向图的综合。与切比雪夫综合方法相比,可以获得更低的副瓣电平,同时减小了全波模拟的计算次数,节省了优化时间。     

安装在曲面平台上的共形阵快速计算方法研究

对于安装在曲面平台上的共形阵列,提出了一个有效的远场方向图计算方法.从远场叠加原理开始,用一个包含单元互耦影响的有源单元方向图技术来描述阵列辐射特性.利用有源单元方向图技术结合坐标转换理论来研究曲面共形阵,将所有的单元划分为不同的部分,将一个大的阵列计算问题分成各类简单的子阵问题的叠加,极大地降低了计算负担.数值结果验证了提出的方法的正确性.     

平面螺旋天线圆形阵列及其测向性能研究

分析仿真了单个平面阿基米德螺旋天线阵元的辐射特性,在此基础上,研究了由该天线为阵元构成的8单元圆形阵列方向图特性,相比于全向阵元构成的8单元圆阵,平面阿基米德螺旋天线阵列可以有效地降低副瓣电平,改善阵列方向图特性。最后讨论了基于MUSIC算法的该阵列测向性能并给出了仿真结果。     

基于有源单元方向图等效法的弹载相控阵天线互耦补偿

弹载相控阵天线单元间互耦会使方向图失真,导引头制导性能下降,本文提出将有源单元方向图等效法应用到导引头上的相控阵天线方向图计算中。仅第n个天线单元以单位幅度源馈电、其余所有单元接匹配负载,获得消除互耦的有源单元辐射场,利用小型阵列的单元辐射场来等效大型阵列中相似环境下的单元辐射场,进而利用叠加定理计算大型阵列的总辐射场,建立弹载相控阵天线方向图计算模型。仿真和远场暗室实验结果表明源单元方向图等效法可以有效消除互耦对方向图的影响,说明可以应用于工程实践中。     

基于改进型点匹配技术的阵列误差校正方法

针对阵元间互耦往往会导致智能天线总体性能急剧下降这一现象，提出了一种快速有效的校正方法。该方法以实测的阵元方向图为基础，通过改进型点匹配技术和求最优解来对误差矩阵进行精确的估计。以天线阵方向图综合为背景的计算机模拟结果证明了这种方法的可靠性。     

基于伍德沃德-劳森抽样方法的阵列平顶波束综合

为获得高增益和强方向性,阵列天线应运而生,波束赋形技术在降低阵列副瓣电平、扩大阵列角度覆盖范围、抑制干扰等方面具有重要意义。其中,具有平顶形状波束的天线可辐射具有相同增益的波束,实现宽角度覆盖,且伍德沃德-劳森抽样具有方法简单、抽样点少、运算速度快的优势。因此,本文运用伍德沃德-劳森抽样方法对均匀直线阵列进行平顶波束赋形。通过计算抽样点数和抽样点位置,得到激励系数,确定阵元位置,计算出激励电流,从而求得各单元的电流分布,计算出阵列的方向图函数,利用MATLAB编程绘制方向图,并分析其基本特性,同时用控制变量法分析不同参数变化对方向图基本特性的影响。研究结果表明：综合的线阵单元数越多,抽样点就越多,综合得到的方向图就越接近预期,综合后方向图主瓣范围内的波纹起伏越小,副瓣电平越低。此外,定向辐射的平顶波束赋形天线在点对多点的无线通信中发挥着重要作用,也可以应用在车载和机载防撞天线、自动驾驶和飞行器等安全控制中心的核心组件中,市场前景广阔。     

低副瓣膜片加载方形棱锥喇叭天线设计

为了降低方形棱锥喇叭天线的E面方向图副瓣电平,该文对具有相同外形尺寸、不同加载方式的方形棱锥喇叭天线进行建模分析.采用基于有限元法的电磁软件,对传统无加载、金属四脊加载、金属膜片非周期阵列对称加载三种方形棱锥喇叭天线的回波损耗、方向图及隔离度仿真特性进行比较分析.研制了中心频率为12 GHz的膜片阵列加载方形棱锥喇叭天线,该天线在10～14 GHz频带上的方向性系数大于14 dB,E面方向图第一副瓣电平比主瓣低17 dB以上,双正交线极化隔离度及工作主模与其它模式的模式隔离度均高于40 dB.仿真和实测结果证明了膜片加载方法对于改善方形棱锥喇叭天线副瓣电平特性的有效性.