高交叉极化隔离度的液晶极化相控阵天线设计与实现

针对小型化、低成本极化相控阵雷达应用背景,提出了一种基于液晶材料的高交叉正交极化隔离度的极化相控阵天线。与传统极化相控阵天线相比,该设计不需要成倍增加的收发组件和复杂的移相馈电网络。基于液晶传输线移相器特点,结合缝隙耦合辐射原理,提出一种基于斜交耦合缝隙的交叉极化抑制结构,在提升天线单元主极化辐射性能的同时,抑制交叉极化辐射幅度。天线阵列采用由中心向两侧180°反向馈电形式,进一步提升交叉极化抑制比,同时可以实现极化和波束的联合重构。样机实测表明,天线扫描角度可达±40°,增益最大可达16.8 dB,效率高于66%,法向交叉极化隔离度可以达到33.3 dB,法向波束旁瓣最大抑制可以达到36.3 dB;展示了液晶极化相控阵天线的实用性,并且具有低成本、低功耗以及结构简单的特点。     

相位干涉仪测向系统相位误差研究

介绍了相位干涉仪测向系统相位误差产生的原因,针对因通道不一致性导致的相位误差提出了一种消除方法。着重分析了基线倾角的存在引起的相位误差,经分析得出当倾角不为0时,相位函数不再是一条直线,误差的大小与入射角有关。给出了相位差和基线倾角的对应关系,并在实际系统中证实了基线倾角的存在产生的相位误差对整个测向系统的影响。     

抑制连续波合成孔径雷达距离模糊的研究

针对连续波合成孔径雷达进行研究,基于时频容量分析和脉间调相方法,提出了抑制连续波合成孔径雷达距离模糊的理论基础和实现途径,并对相关问题进行了分析,最后给出了仿真结果。仿真表明,所提出的方法在原理上是正确的,在技术上是可行的。该方法可以灵活安排扫频周期,从而使调频连续波SAR的系统设计具有更大的自由度。     

基于等长基线干涉仪的单脉冲被动定位方法

针对单站单脉冲的被动测距问题,提出了一种基于等长基线相位干涉仪的单脉冲定位方法。该方法采用至少3个天线构成等长基线干涉仪对,利用等长基线干涉仪接收到辐射源信号球面波的波前相位2π模糊数相同的原理,通过等长基线相位差的差值和来波方向,确定信号源与观测站之间的距离。在对该算法的基本原理和无模糊定位条件描述的基础上,分析了定位性能,并通过计算机仿真验证了该算法的有效性。     

车载多天线系统的仿真研究

随着移动通信的发展,现在的车载系统上配置的天线数目也越来越多,如何对这些天线的位置合理布局,使相互间的影响最小成为一个急需解决的问题。使用FDTD数值仿真算法,全面分析了复杂的车载短波与超短波天线系统的电磁兼容特性,包括天线之间的隔离度,装车平台和其他天线对目标天线增益方向图的影响,为车载通信系统设计提供一种新的实用方法。     

基于GPU的相位干涉仪FX鉴相算法

针对相位干涉仪测向系统对于大量高速实时信号的处理需求, 设计了基于图形处理单元(graphic processing unit, GPU)的频域互相关(简称为FX)鉴相算法, 完成了相应的并行程序设计, 进行了实时数据的测试验证。为充分发挥GPU强大的浮点运算能力和并行数据处理能力, 将涉及大量并行高速数据计算的核心鉴相算法加载在GPU中, 实现了高速并行数据的相关处理和相位提取; 利用中央处理器(central processing unit, CPU)完成了数据调度、分发和简单的数据处理功能。实验测试结果表明, 在较好地保证鉴相精度的条件下, 本文设计的基于GPU的鉴相算法, 其数据处理速度是基于CPU平台的140倍左右, 鉴相速度明显提升, 较为圆满地实现了实时性、可靠性和准确性的设计初衷。     

线性调频中断连续波的参数选择与综合处理

根据综合脉冲孔径技术的特点,从发射信号的正交性要求和解距离混叠及盲区的角度,分析了线性调频中断连续波信号的脉冲重复频率、阵元载频间隔及调频斜率等波形参数的选取问题。按照该信号的处理流程,推导了接收端发射综合处理的数学过程,并针对发射阵列为均匀线阵的情况,得到了距离-方位二维模糊函数的表达式,简要分析了系统的距离与方位分辨性能。最后给出了实测数据的综合处理结果,讨论了实际处理中需要注意的问题。     

基于相位干涉仪的极化和到达角的联合估计

传统干涉仪天线通常是单极化的,不能测量电波的极化特征。在传统干涉仪阵列天线的基础上增加一个正交极化天线,构成极化干涉仪,它能同时测量电磁波的极化特征和到达角,并且具有硬件结构简单、易于实现等特点。建立了极化干涉仪的理论模型,提出了极化参数和到达角的频域估计方法和时域估计方法,比较了两种方法的优缺点。仿真结果证明了理论模型和算法的正确性。     

基于圆阵干涉仪的被动导引头宽带测向方法

被动雷达导引头使用干涉仪进行宽带测向时存在角度模糊。多基线解模糊方法受限于导引头天线安装体积和天线单元直径。探讨了基于圆阵干涉仪的宽带测向问题,提出一种快速宽频段解模糊方法,可根据入射角度选择参考基线组以实现全方位高精度测量。仿真结果表明了此方法的正确性和有效性。     

一种调频连续波SAR的非线性距离多普勒算法

频率非线性是制约调频连续波雷达距离分辨率的一个关键因素。针对系统非线性误差对调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）成像处理的影响以及雷达系统实时成像处理的需求,对存在频率非线性误差的调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了调频连续波去斜接收模式下的回波特性,深入研究了系统非线性误差校正的问题,提出了一种改进的调频连续波SAR的非线性距离〖CD*2〗多普勒成像处理算法。该算法通过非线性误差滤波器校正距离向非线性误差,具有计算量小,处理精度高的特点,适合实时成像处理。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和正确性。     

基于HFSS新型宽频带微带天线仿真设计

采用HFSS10电磁场仿真软件设计一副新型宽频带微带天线。天线采用空气介质层,通过在脊形接地板顶端用同轴探针对单层方形贴片馈电,减小了探针电感,从而能获得很宽的工作宽带,该天线的仿真和实测驻波比VSWR≤2：1的阻抗带宽达到66%,覆盖了2GHz-4GHz的频率范围,且研究结果表明该天线还具备宽波束特性。给出了天线的HFSS仿真设计步骤以及相对应的设计原理,并通过模型仿真结果和加工实物的实测结果进行对比,得出仿真和实测结果具备很好的一致性,结果说明了HFSS软件的可靠性和高效性。     

曲面微带天线电磁散射特性分析

使用矩量法分析研究了有限曲面微带天线的结构散射特性。运用等效原理,建立了一般曲面微带天线的体面耦合电场积分方程,在积分方程中由于采用的是自由空间格林函数,从而避免涉及微带天线分层介质格林函数的解析表示和精确计算。在伽略金法中,介质部分采用SWG基函数,金属表面部分采用RWG基函数,通过金属表面与介质基片交界面处施加电流连续性方程,有效地减少了待求未知量数目,明显改善了阻抗矩阵条件数。     

共口径双圆极化微带天线

针对圆极化天线轴比带宽较窄的问题,设计了一种由两个威尔金森功分器和两个环形电桥馈电的四馈双圆极化微带贴片天线.由于馈电网络不同端口在馈电时其输出信号相移方向相反,因此可以辐射左、右旋圆极化波.双圆极化馈电网络具有结构简单、性能可靠特点.辐射贴片采用顶点相对的4个三角形贴片加载T形枝节,并采用背馈的形式实现了天线紧凑的结...     

基于DPCA、ATI和MUSIC的动目标检测方法

针对SAR(合成孔径雷达)动目标检测,提出一种DPCA(中心相位偏置天线)、ATI(沿迹干涉)和MUSIC(多信号分类)相结合的三孔径动目标检测方法。该方法首先采用DPCA技术消除杂波干扰、检测运动目标,然后用ATI和MUSIC方法确定目标的位置和速度。理论分析和计算机仿真表明,该方法是有效的,不仅能够检测运动目标,而且能够精确估计其运动参数。     

基于漏波天线的分布式微波辐射计

为了缓解传统实孔径微波辐射计中性能指标与体积、重量间的矛盾, 解决综合孔径微波辐射计中高空间分辨率以系统结构、信号处理复杂度高为代价的难题, 提出了一种基于漏波天线的分布式微波辐射计系统。首先, 介绍了系统总体方案, 包括漏波天线和接收机方案; 其次, 详细分析了系统的关键指标——角分辨率和系统灵敏度, 并介绍了定标方案; 最后, 对系统进行建模并仿真分析。结果表明, 所设计的系统结构简单、复杂度较低、信号处理简单; 通过对系统进行建模仿真, 反演出的亮温值和真实亮温值误差很小。该系统可以作为一种新型的微波辐射计系统重点发展。     

环绕光子晶体微带贴片天线衬底厚度影响分析

以有限元法模拟一种环绕光子晶体的微带贴片天线,解出与理论结果有极好吻合的谐振频率后并进一步求解辐射性能,与常规微带贴片天线相比较证实了这种贴片天线能够抑制表面波,提高辐射增益,再改变天线衬底厚度进行仿真并讨论反射系数和辐射方向图的变化.     

具有介质覆盖层的微带贴片天线方向性研究

对增加放置在法布里-珀罗谐振腔内的微带贴片天线方向性系数进行了系统的研究。仿真表明,采用介质覆盖层后天线的方向性增加了近11dB。在此基础上,分析了天线电场分布,提出了在覆盖层的不同位置采用不同的介电常数能够使相位分布曲线更加均匀的理论,从而使方向性又增加1dB。分析并给出了采用平面的介质覆盖层（dielectirc superstrata, DS）和渐变介电常数覆盖层的贴片天线方向性系数的仿真结果,并分析了天线口面的辐射效率。