互耦对阵列天线辐射特性的影响

阵元间互耦是分析阵列天线问题中的难点之一,常用矩量法加以分析.这里提出了一种改进的矩量法,把线天线等效为带状线,用RWG基函数作为阵元表面电流的展开函数,精确计算了阵元之间的互阻抗矩阵,从而在分析问题时计入了互耦的影响.以等间距的Chebyshev线阵为例,分析讨论了在阵元位置和副瓣电平不同的情况下,互耦对阵列方向图的影响.得到了一些有用的结论,对以后深入研究互耦问题有一定的指导意义.     

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.     

超低副瓣相控阵天线的优化综合技术

目的　研究超低副瓣相控阵天线的优化综合技术和互耦补偿技术。方法　提出天线单元间互耦的直接优化修正方法。该方法利用约束非线性最优化方法进行超低副瓣相控阵天线综合设计,将单元间的互耦直接计入优化计算中,可使天线阵综合优化和互耦修正一次完成。结果　给出了在天线阵不扫描和有一定扫描角度情况下,应用互耦直接优化修正方法的综合优化结果。结论　该方法只调整幅度激励,使天线阵达到超低副瓣和实现互耦补偿,有利于工程实现。     

超低副瓣相控阵天线的优化综合技术

研究超低副瓣相控阵天线的优化综合技术和互耦补偿技术。方法提出了天线单元间互耦的直接优化修正方法,该方法利用晨线性最优化方法进行超低副瓣相控阵天线综合设计,将单元间的互耦直接计入优化计算中,可使天线阵综合优化和互耦修正一次完成。结果给出了在天线阵不扫描和有一定扫描角度情况下,诮经耦直接优化修正方法的综合优化结果。     

八元相控微带天线阵的参数计算

计算了一个平面上八元相控矩形微带贴片直线阵的辐射方向图和扫描时输入阻抗的变化。由于天线的工作波长运大于天线基片介质层的厚度，所以对电参数的计算采用传输线模型来处理。在计算天线阵中阵元间互耦时，我们利用了简化处理的并矢格林函数，根据反应原理，推导出了相应的计算公式，最后给出了数值计算结果，与实验取得了很好的一致。     

利用信号与系统概念分析线天线的互阻抗

基于信号与系统理论 ,并利用数字信号处理技术 ,提出了一种分析线天线互阻抗的新方法 .在这种方法中 ,借用信号与系统的概念 ,将天线阵中天线单元的电流视为激励信号 ,将天线阵的空间结构视为系统函数 (或传递函数 ) ,而将单元天线间的互阻抗 (或其它电磁特性 )视为整个系统的响应 .通过这种等效 ,可将天线阵中天线单元间相互耦合看作信号与系统中的系统响应 ,进而可利用数字信号处理方法进行分析 .最后给出了利用该方法计算对称振子天线互阻抗的实例 ,计算结果证明了该方法的有效性 .     

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。     

互耦效应对天线阵单元间相关性的影响

分析了互耦效应对多天线性能的影响,通过网络等效分析法对天线模型进行简化分析,得出阻抗矩阵和收发端的耦合矩阵。推导出互耦效应时天线阵元空间相关性的通用表达式,并论证了它与无互耦时空间相关性的关系。研究了互耦效应分别对平行天线阵列和共线天线阵列阵元间空间相关性的影响。仿真分析表明,互耦效应对于两种天线阵列的影响显著不同,适当的选择天线阵列可以有效地改善互耦效应对于系统性能的影响。     

TEM喇叭天线阵元间互耦的研究

TEM喇叭天线是一种典型的超宽带天线,已广泛应用于高功率脉冲辐射的研究中.应用FTT方法研究了TEM喇叭天线阵互耦特点,并从时域角度比较分析了阵间距离对互耦的影响,研究发现当天线阵在低频段阵间互耦较高、频段较强时,阵元间距越大,互耦越弱,而阵元间互耦可以改善阵列的低频辐射.     

一种小型化电负超材料单元在微带天线阵解耦中的应用

提出了一种小型化电负波导超材料单元,深入研究了其电磁特性,并通过MATLAB编程提取了它的本征参数,证明了其电负特性。根据其在电负频段谐振产生阻带这一特性,设计了一款工作在WIMAX(3.5 GHz)的2单元微带天线阵。与参考天线阵相比,加载超材料单元的天线阵互耦下降了8.3 dB,天线间距缩小为λ/14(λ为天线在自由空间工作波长),并且天线阵的远场辐射性能还有所提高。因此,该新型电负波导超材料单元在设计高性能天线阵方面具有广阔应用前景。     

兼具高自由度低互耦的间距约束稀疏阵列设计

针对传统稀疏阵列难以实现孔径和互耦同步优化导致测向误差的问题,设计了一种兼具高自由度低互耦的间距约束稀疏阵列.该阵列由四段均匀线阵以一定间隔首尾相连构成,约束每段均匀线阵的阵元间距以及各段均匀线阵之间的间距尽可能大,形成了3段稀疏的均匀线阵和1段密布的线阵,有效减少了阵元间的互耦效应,基于该阵列推导了物理阵元位置、差联合阵列的闭式解以及自由度的闭式解.与相同阵元数的传统稀疏阵列以及改进稀疏阵列相比,设计的间距约束稀疏阵列拥有更大的孔径、更低的互耦以及更多的连续虚拟阵元,通过实验仿真验证了间距约束稀疏阵列的优越性.     

架空与埋地导体间互阻抗的高效能算法

架空与埋地导体间的互阻抗表达式是一类带有无穷上限的振荡积分,基于Levin方法、Clenshaw-Curtis公式以及新的积分区间划分方法,提出了快速计算此类振荡积分的高精度复化Levin方法;实验结果表明:复化Levin方法不受水平距离和频率的影响,很大程度减少了计算成本,是一种高效计算振荡积分的方法;另外,该方法可以用于架空导体和水平分层大地中埋地导体之间的互阻抗计算。     

Calculation of baffle effect and mutual interaction between elements for an underwater acoustic conformal array with application to the optimization of projecting beampattern

The boundary element theory together with the optimization method is used to calculate the driving voltage weighting vector of a conformal array of underwater acoustic projecting transducers to obtain a low-sidelobe beampattern. At first, the relationship between the acoustic radiated field and the vibra- tion velocity of the array is formulated from the boundary element equation when the boundary im- pedance of the array baffle is specified. Then, the mutual impedance matrix of the array is calculated, and the relationship between the driving voltage and the vibration velocity of the transducers is pre- sented based on the equivalent circuit principle. At last, the driving voltage weighting vector of the array is calculated through an optimization method to obtain a low-sidelobe projecting beampattern. Computer simulation is conducted for a 14-element conformal array. An experiment has been carried out to measure the radiation directivity of the array in an anechoic water tank. The calculated and the experimental results show that the proposed method accounts for the acoustic effect of the baffle and the mutual interactions among transducers successfully and obtain a low-sidelobe projecting beam- pattern, and at the same time provide the largest amplitude of pressure in the axial direction when the maximum amplitude of the driving voltage weighting vectors keeps unchanged.     

求解线性电路的驻点法

提出了求解线性电路的一种新方法－驻点法，它可以免去回路法，节点法中求自阻抗，互阻抗；自导纳。互导纳的工作代之以一些很简单的求异运算，它与传流的支路法、回路法、节点法相比更加易于掌握。     

弹载相控阵雷达单阵元高精度去耦方法

针对目前工程实践中弹载相控阵雷达近场测试中无法有效补偿阵元间互耦的问题,对某型号弹载相控阵雷达的矩形贴片天线,建立单阵元辐射模型,结合信号子空间基本原理,提出一种基于信号波达方向估计值计算单阵元互耦总影响系数的方法。该方法通过均匀矩形阵列信号波达方向估计值计算一个阵元与其周围八个阵元的互耦系数,将互耦系数累加后的结果作为对单阵元的互耦总影响系数,将近场测试值除以互耦总影响系数可得互耦校准后的阵元参数。微波暗室实验结果表明:该方法得到的阵元幅值和相位与理论计算值相近,说明方法是有效的。该方法可以应用到某型弹载相控阵雷达天线校准中,能有效补偿阵元间互耦。     

存在阵列误差条件下的目标二维参数估计

提出了一种针对均匀线阵中互耦误差、阵元幅相误差和位置误差存在情况下的多个目标高分辨方向 -多普勒频率二维估计的方法 .这一方法采用旋转不变技术 ,在参量估计过程中只需将阵列天线旋转两次 ,即可对目标方向 -多普勒频率作较精确的估计 ,同时精确地估计出互耦矩阵和各阵元的幅度、相位以及位置因子 ,从而可校正综合误差存在情况下的阵列流形 .最后 ,进行了计算机模拟 .