基于Matlab的旋转抛物面天线几种特性的仿真分析

对旋转抛物面天线的方向图、面积利用系数、口径截获效率和增益因子以及馈源方向函数等特性进行了Matlab仿真分析,得到最优化模型时的参数,可以用来指导天线系统的性能研究。     

基于二次规划的线性天线阵列和方向图及差方向图综合算法

天线阵列方向图综合在雷达系统中具有重要应用.提出了一种快速的基于二次规划的线性天线阵列和方向图及差方向图综合算法.考虑阵列激励的对称性,建立相应的凸二次规划问题,最大化阵列方向性系数.线性约束条件可以控制波束指向、副瓣电平和零陷产生等.这种算法具有全局最优解,仿真结果表明:该算法可以用于多种和、差方向图的综合问题.     

旋转抛物面天线馈源相位中心的仿真分析

针对工程中确定抛物面天线馈源近似相位中心的实际困难,提出了一种确定圆锥喇叭馈源近似相位中心的仿真计算方法.该方法通过在反射器的焦点附近沿轴线移动馈源,当抛物面天线增益的计算结果最大时,该位置便是馈源的近似相位中心.建立了旋转抛物面天线的仿真模型,对所选的高斯脉冲激励的设置进行了阐述,分析了馈源相关参数的计算.在4～5 GHz频率范围内,选取6个频点进行了仿真研究,计算获得了对应频点的近似相位中心的位置和天线增益,然后分别对6个相位中心位置进行全频段仿真,最后确定了在4～5 GHz频段内馈源的最佳近似相位中心的位置.方法可用于不同类型的抛物面天线,为抛物面天线馈源位置的确定提供有益的指导.     

深空探测天线快速扫描方法

针对深空探测中地面站的窄波束天线对深空探测器的捕获问题,提出了在粗轨道预报情况下集馈源阵列电波束扫描和反射面机械扫描于一体的多波束-螺旋快速扫描方法。该方法将馈源阵列布置在反射面的焦平面进行馈电,利用物理光学法对每个馈源激励反射面产生的次级远场方向图进行计算、分析,应用共轭场匹配技术在一定空域同时形成多个正交电扫波束,结合天线反射面的螺旋机械扫描对指定空域进行搜索。最后,对提出的多波束-螺旋扫描捕获方法与传统螺旋扫描方法的性能进行比较分析,结果表明:利用阵列馈电的多波束反射面天线具有更广的可视范围,在更短时间内完成对指定空域的搜索,实现对深空探测器的捕获的同时获得了阵列增益,使更远的深空探测成为可能。     

一种基于傅立叶变换法的天线阵综合方法

采用傅立叶变换法对天线阵列进行综合,并用matlab软件进行计算和仿真,得出各阵列单元的电流激励分布和天线阵的方向图.结果表明,傅立叶变换法能很好的逼近实际要求的方向图,并且随着单元数的增加,越来越接近要求的方向图.     

频率分集阵列接收机结构设计及方向图分析

针对频率分集阵列(FDA)存在的发射方向图与接收方向图不聚焦、波束时变等问题,给出了三种FDA阵列接收机设计方案.在接收机设计中,基于频域滤波器和正交波形设计,实现了接收端各阵元信号的分离,解决了发射方向图与接收方向图在期望位置不聚焦的问题;通过二次下变频,消除了接收方向图的时变项,解决了方向图的时变性问题.理论推导及仿真结果表明该接收机结构的双程方向图处理增益、主副瓣比及主瓣驻留时间等主要性能指标均优于相控阵结构.     

一种阵列天线赋形波束综合优化方法

基于前后向矩阵束研究了阵列天线的方向图赋形问题,提出了一种阵列天线赋形波束综合优化方法.在该方法中,首先确定适当的阵元数目,然后再优化设计激励幅度和阵元位置,最后设计出需要的赋形方向图.在此过程中,先由期望方向图的均匀采样数据构造Hankel-Toeplitz矩阵;然后再对它进行奇异值分解,舍弃不重要的奇异值,得到此矩阵的低秩逼近矩阵;最后基于广义特征值分解求得重构阵列的阵元位置和激励.同时,采用特殊的前后向矩阵来约束极点分布,以保证重构赋形波束方向图的精度可控.仿真实例验证了该方法的快速性和有效性.     

圆形阵列方向图的数值综合算法

给出了圆形阵列方向图综合的数值计算方法,对圆形阵列方向图综合以及零点形成进行了分析和研究,以参考方向图与综合后方向图之间的距离最小化为准则,通过数值分析方法,在无约束和干扰零点约束情况下,给出了相应的最优权的求解方法,仿真分析表明了该方法的有效性.     

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,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。     

多任务学习的稀布线阵方向图综合

提出一种基于多任务学习的线阵阵元位置与激励的联合稀疏优化方法。该方法可以在先验知识不足的情况下,从目标方向图中获得更多的特征信息,并将阵列天线稀疏优化问题转换成为稀疏矩阵的线性回归问题。通过稀疏向量支撑区的识别,将欠定的导向矢量矩阵方程转换为超定的特征矩阵方程的求解,在实现阵列方向图逼近的前提下,对阵元的激励与位置进行联合稀疏优化。仿真结果证明,该方法在优化阵元激励和位置的同时,实现了对天线阵列功能方向图波束的有效赋形。     

双极化圆柱介质谐振器天线设计与实验研究

全极化数字相控阵天线具有波束扫描灵活、抗干扰能力强的优点,已成为以飞行器为载体的雷达天线领域的发展趋势之一。考虑到安装平台的限制,天线单元是相控阵天线的关键部件,研制适合工程应用的双极化天线单元具有重要意义。提出以双极化介质谐振器天线为全极化数字相控阵天线单元的设计方案;该方案具有辐射效率高、结构简单、易于馈电、体积小、极化端口隔离特性好等性能。设计了一种带有金属反射板的双极化圆柱形介质谐振器天线单元,采用全波电磁仿真软件对天线单元进行设计和优化,开展了天线单元的加工和性能测试工作。在4.95~5.05 GHz的带宽内,驻波比均小于2;天线的极化端口隔离度约为-20 d B;测试的天线波束宽度约大于80°,增益约大于6 d B,交叉极化电平约为-20 d B。天线的性能达到预期的指标要求,适合于实际工程应用。     

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。     

C波段高增益宽带准八木天线阵列

提出了一种高增益的宽带准八木天线阵列。天线为印刷电路板的形式,通过平衡微带线给印刷对称振子馈电。为节省空间,将馈线与反射器进行了一体化的设计。为提高天线单元的增益和带宽,在有源振子前方引入了寄生振子和一段介质板。为进一步提高天线增益,将天线单元组成二元阵,设计了一个宽带平衡与等功率分配的馈电网络。整个天线阵连同馈电网络印刷在一块FR4环氧板的两侧,使用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行建模与仿真分析。根据仿真结果制作了天线阵列,在微波暗室内进行测试。结果表明,天线在(4.4—7.0)GHz的频带内反射系数小于-10 dB,相对带宽为45.6%,在整个工作频段内平均增益为6.2 dBi,达到了预期效果。     

阵列天线多载波CDMA系统性能比较

将阵列天线应用于多载波CDMA系统可以显著改善系统的性能,讨论了3种阵列天线多载波CDMA系统发射、接收信号和信道模型,给出了系统的误码率公式.分析了3种阵列天线多载波CDMA系统在频谱效率相同时的系统参数.在频谱效率相同的条件下,通过数值结果比较了3种阵列天线多载波CDMA系统的误码率性能.结果表明,阵列天线MC-CDMA系统由于受空域和频域分集的联合影响,系统的误码率性能最好;阵列天线MT-CDMA系统可获得空域和时域分集增益,系统性能次之;阵列天线MC-DS-CDMA系统只有空域分集增益,系统性能相对最差.     

双平板天线的微带天线阵设计

为提高微带天线的整体性能,设计了16元矩形微带平面天线阵。该天线阵采用串并联馈电网络,辅以四级四功分器对各微带阵元同相馈电,保证馈电幅度、相位为等幅同相。利用阻抗变换对天线阻抗加以匹配,并以4×4均匀平面阵,确保天线发射场的方向垂直于天线阵平面。CST仿真结果表明：要求频率内,16元矩形微带平面天线阵的回波损耗在10dB以下,z轴的方向性良好,最大增益可达15．89dB,满足天线的性能要求。     

车载微带天线阵的研制

本文详细报道了该车载微带天线的研究及研制过程。该天线不同于国外目前发表的结果，特别是方向图的波束控制及微带基底的构成，有其独特及创新之处，该天线的电性能是优良的．在研制过程中，解决了结构及将来实际使用所遇到的问题．     

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.     

一种直线阵可校正天线阵列的设计

智能天线的校正是智能天线技术的一个核心问题.设计、实现了一种由单极天线、平行耦合线定向耦合器和1:4的威尔金森功分/耦合器组成的直线阵可校正天线阵列可用于对智能天线系统的非时变的和时变的通道失配进行校正.     

大型平面波导阵列天线的结构设计

相比传统的反射面天线,平面波导阵列天线具有结构紧凑、效率高、剖面低、重量轻等优点,尤其大型平面波导阵列天线可用于舰载、车载等平台,对于减小占用空间、简化安装具有重要作用。针对大型平面波导阵列天线结构设计的要求,从天线的结构组成、结构设计、制造工艺等几个方面,详细论述了该类型天线的结构设计和工艺制造的关键点,并提出了使用非金属材料进行天线设计加工的设想。     

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。