基于焦面场的多波束反射面天线二维DOA估计

利用致密焦面阵列馈源，通过二维来波方向（direction of arrival，DOA）估计算法判别干扰信号的方向，是多波束反射面天线设计中的一个重要环节。由于阵列馈源接收的信号由源信号在反射面焦平面上的电场决定，其阵列流形与常规DOA估计平面阵列的阵列流形不相同；焦面场一般是不均匀的，因此选用的阵列单元接收的信号幅度也不相同，部分阵列单元接收的信号会比较微弱；不同的焦面场选用的阵列单元不同，对应的阵列结构也不相同，且其往往是不规则的；源信号经过反射面反射后，阵列单元接收的信号之间的相关性会降低。这些因素决定了阵列馈源的DOA估计具有特殊性。因此结合焦面场，设计了多波束反射面天线二维DOA估计方法，并进行了仿真，仿真结果证明了该方法的有效性和实用性。     

高斯粗糙面透射波散射系数的基尔霍夫驻留相位法

采用高斯粗糙面来模拟实际粗糙面,根据基尔霍夫驻留相位近似法研究了粗糙面下方介质2中的电磁散射,结合高斯粗糙面的自相关函数导出了不同极化状态下高斯粗糙面透射波散射系数计算公式。通过数值计算得到了不同极化状态下高斯粗糙面透射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线,讨论了粗糙面参数和入射波频率对不同极化状态透射系数的影响,得出了高斯粗糙面透射系数的基本特征和随频率变化的特征。结果表明粗糙面高度起伏均方根和相关长度对高斯粗糙面透射系数有显著影响,而入射波频率则对其无影响。     

紧缩场馈源偏焦相位高效计算方法

研究紧缩场馈源偏焦相位的高效计算方法具有重要的实用价值。以适用于高频条件的几何光学法为基础, 根据光线传播的基本规律, 通过三维空间光程差推导, 获得单旋转抛物面及双抛物柱面静区的相位快速计算公式。对比结果表明, 理论公式计算结果与实际模型仿真结果及实测结果一致性好, 在保证计算精度的前提下, 提高了紧缩场馈源偏焦模型相位分析的时效性, 可完全用于指导紧缩场高频端馈源设计及现场安装调试。     

反射面表面与馈源误差对天线方向图的影响

针对反射面天线误差信息对电性能影响的问题,提出了包含馈源相位中心和反射面表面的误差信息对反射面天线远场方向图影响的数学模型。该模型根据馈源相位中心误差和反射面表面误差引起天线口径面场分布的改变,利用口径场积分方法得到反射面天线辐射场的变化。然后,用所建立的模型对8 m口径的抛物面天线进行了数值计算,将天线在实际工况下的反射面表面误差与馈源相位中心误差一同引入模型中,分析了反射面天线误差信息对增益和副瓣电平影响,得到了相关数据和曲线,可为反射面天线的误差分析提供参考。     

高效率同轴馈源研究

本文提出了一种比较切合实际的数学模型,用以分析同轴馈源。把同轴环以外部分设为无限大理想导电体,根据等效原理和口径场连续条件,建立起电场积分方程。然后,用Calerkin方法求解积分方程,从而得到馈源的口径场分布。最后,用Huygens源法求远区辐射场。研究结果表明,用该模型算得的方向图与实测值一致性良好。     

分层粗糙面的电磁散射研究

基于矩量法（method of moment,MOM）及基尔霍夫近似（Kirchhoff approximation,KA）研究了分层粗糙面的电磁散射问题。首先,利用经典MOM求解了上层粗糙面的总场,包括直接入射场及由其激发的直接散射场。然后,将锥形入射波引入到传统KA中,利用其求解了分层粗糙面的透射场。数值计算并讨论了粗糙面高度起伏均方根、相关长度及分层粗糙面间距等参数对分层高斯粗糙面双站散射系数的影响。     

双站散射具有映象不对称性、极化互换不对称性和极化互换下的映象对称性

不论其电特性如何,只要是平面对称的目标,在圆极化波照射下,其双站散射特性具有映象(reflection)不对称性、极化互换(reversal)不对称性和极化互换下的映象对称性。熟悉双站散射的这些特性,不仅对判读双站雷达的数据有用,并且易于解释偏焦反射天线特性中的退极化和波束偏离现象。另外,利用其对称性,既可以减少双站散射试验场和偏焦天线的测量次数,也可以减少理论推演或计算机计算所花的时间和费用。本文推导了映象不对称性、极化互换不对称性和极化互换下的映象对称性,并将这种对称关系和电磁互易原理相结合,以确定为表征目标散射特性所需的最少测量次数。     

基于远场的反射面天线馈源位姿调整方法

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来,通过测量远场,基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4 m反射面天线,探讨了该方法的适用范围,仿真案例表明,一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能,为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。     

FAST宽带双极化多波束馈源设计

双极化和宽带设计可以提高射电天文望远镜的观察效率;多波束技术可以拓宽视场,提高观察速度。利用多个独立的馈源偏焦放置实现的多波束反射面天线,具有结构简单、随频率变化性能稳定等优点。设计了一个针对500 m口径球面望远镜(five hundred meter aperture spherical telescope, FAST)的双极化、宽带19波束馈源,给出了馈源的实现方式和测试结果,利用馈源的幅度和相位辐射方向图,计算了由主动球面形成的多波束瞬时抛物反射面天线的性能。分析了剩余球面由于能量泄露对瞬时抛物反射面产生的影响。该系统级的设计方法及设计结果可为FAST将来的频段更换等升级改造提供设计参考和数据参考。     

二维纹理特征指数谱粗糙面的极化散射

研究了具有纹理特征的二维指数谱粗糙面的极化散射特性。在两个方向上相关长度的比值足够大时指数谱粗糙面表现为条纹特征,而在比值接近为一时又表现为方格特征。这两种视觉特征又可以通过傅里叶变化旋转得到不同的纹理角效果。通过粗糙面的小面元积分,推导出椭圆极化入射时笛卡尔坐标系下的散射场,并得到了不同纹理特征指数谱粗糙面的极化散射。结果显示极化散射特性的研究对利用遥感信息提取粗糙面的纹理特征具有重要意义。     

毫米波FPA成像系统馈源天线研究

毫米波焦平面阵列（focal plane array,FPA）成像系统中,馈源天线的排列密度是决定系统空间采样率的主要因素。提出了一种新型结构的介质棒天线,相对于其他馈源天线,它具有宽频带、低副瓣、低互耦和低交叉极化,通过改变长度而不是横截面来改变天线增益等优点,易于排成紧密的馈源阵列,以更低的溢出损耗实现对透镜或反射面天线的有效照射。通过详细的理论分析、仿真和优化设计,研制了介质棒天线及其阵列并将其应用于毫米波FPA成像系统中。该系统可用于探测人体隐匿物品,成像效果较好。     

单极化雷达的空域零相移干扰抑制极化滤波器

单极化雷达不具备极化信息获取和处理能力,这对极化域抗干扰造成了根本性的困难。利用天线在空域扫描时对来波的空域极化调制效应,研究了单极化雷达回波信号的极化分解与极化参数等估计方法。在此基础上,讨论了一种空域零相移干扰抑制极化滤波器的设计方法。该法不仅能够有效抑制干扰,而且不会造成目标信号的幅度和相位失真,实现了雷达相参处理和极化信息处理的兼容工作。仿真和实测数据验证了方法的有效性和可行性。     

PO Solution for Scattering by the Complex Object Coated with Anisotropic Materials

1 .INTRODUCTIONItisknownthatphysicaloptics(PO)hasbeenwidelyusedinfastpredictionofradarcrosssection (RCS)ofacomplexconductingorcoatedobject.POisadoptedwithoutexceptionamongtheissuedfamouscomputa tionalsoftwareofhigh frequencyEMscatteringbyacomplexobjectsuchasRECOTA[1 ] ,GRECO[2 ,3] ,X PATCH[4] ,whereonlytheisotropiccoatingisconcerned .However,theanisotropiccoatingencoun teredinsomepracticalapplicationsimpelsonetofindthesuitablesolutionforhigh frequencyscatteringbytheobjectcoatedwi…     

结构误差对阵列天线极化特性的影响分析

研究了阵列天线阵面变形导致的单元极化差异对天线辐射性能的影响。基于变形后单元的位置,通过3次坐标转换,建立了阵列天线全局球坐标系旋转变换到任意指向单元局部球坐标系的一般步骤,以得到单元在全局坐标系下的极化方向图,并在远场叠加的过程中考虑了单元位置误差的影响。通过对9×5元面阵的数值仿真,得到了可供工程参考的结论。     

一种反射面天线机电耦合分析的新方法

提出了一种反射面天线机电耦合分析的新方法.该方法基于反射面天线的结构分析,利用变形反射面单元的节点位移信息得到变形后的反射面的网格模型.在此基础上,通过使用物理光学法直接计算出变形反射面天线辐射场.该方法与现有分析方法相比,能够更真实地描述出天线变形对其电磁性能的影响.通过对7.3 m抛物面天线的仿真,验证了该方法的有效性.     

浮空式角反射体RCS统计特征及识别模型研究

针对浮空式角反射体新型无源干扰器材的末制导雷达目标识别问题,对其雷达截面积统计特征及识别模型进行研究。采用理论推导方式依次构建浮空式角反射体及其阵列雷达截面积模型,利用SolidWorks建模仿真软件和三维电磁场仿真软件,对两型舰艇目标进行三维建模和电磁仿真;考虑到雷达截面积随观测角度变化起伏性较强的特点,通过统计手段提取浮空式角反射体和舰船目标位置特征、散布特征和分布特征中的9个统计特征参数,作为后续目标识别特征;基于深度神经网络构建浮空式角反射体类目标识别模型。结果表明:多个浮空式角反射 体成阵列使用能够在一定程度上改变单个角反射体固有的雷达截面积方向性,同时优化神经网络模型可作为判别浮空式角反射体类假目标的有效手段,在划分训练集和测试集上分类准确度分别为97.4%和94.3%。     

On a Monopulse Ring-Focus Shaped Reflector Antenna with Arbitrary Polarization

1 .ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎａｒｉｎｇ ｆｏｃｕｓｓｈａｐｅｄｒｅｆｌｅｃｔｏｒａｎｔｅｎｎａ,ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂｒｅｆｌｅｃｔｏｒｏｎｔｈｅｆｅｅｄａｐｅｒｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｂｌｏｃｋｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｍａｉｎａｐｅｒｔｕｒｅａｒｅｉｎｈｅｒｅｎｔｌｙｖｅｒｙｓｍａｌｌ,ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｉｔｓｌｏｗＶＳＷＲ ,ｌｏｗｎｅａｒ ｂｏｒｅｓｉｇｈｔｓｉｄｅ ｌｏｂｅｓａｎｄｈｉｇｈａｐｅｒｔｕｒｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ .Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ ,ｉｔｈａｓ…     

天文望远镜焦面板观测规划建模与仿真

LAMOST焦面光纤定位系统基于分区思想,采用并行可控式光纤定位方案,这就使得系统的观测效率成为一个重要的问题。针对该系统的特点,建立了LAMOST焦面观测的仿真模型,并进行了系统观测效率的仿真。从重合区域、单元观测半径及干涉对系统观测效率的影响等方面,系统全面的分析了LAMOST焦面板的观测效率问题,同时对LAMOST焦面板的结构设计具有重要的指导意义。