基于机电耦合的反射面天线副面位置调整方法

为了更加直接有效地通过调整副面位置来提高双反射面天线的电性能,基于机电耦合思想,建立了副面位置调整量与远场电性能间的直接关系式,分析了副面横向和纵向位置偏差的影响。采用优化方法建立了副面位置调整量优化模型,获得了多个仰角时的副面最佳位置。为实现全仰角范围副面位置的实时调整,对多个仰角副面位置调整参数进行了参数拟合。以26 m天线为对象进行了案例分析,其结果表明采用文章所述方法能够直接有效地获得不同工况时的副面最佳调整参数,并实现电性能的最优化,对天线结构重力变形进行有效地主动补偿。     

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。     

分析反射面天线的混合方法

本文论述了运用物理光学、射线理论混合分析反射面天线的过程,确定了混合方法在计算一般反射面天线时的分界区域。同时,以天线口径分布为基础,推导出一种新的场点抽样技术,用以较精确地计算混合方法分界区的场。本文还提出一种反射面天线的精确计算方法:扩展口径面积分法(EAI)。     

从远场方向图反推天线面板调整量

针对大型分块反射面天线面板调整次数多、效率低的问题,提出了一种从天线远场方向图反推出面板调整量进而快速调整的方法。应用物理光学（physical optics, PO）法建立了表面节点位移与远区电场的线性关系,将面板调整向量与远区辐射场强用线性方程组联系起来。利用奇异值分解（singular value decomposition, SVD）法求解线性方程组得调整向量,从而实现由方向图反推调整量的目的。对某工程案例进行了分析计算,给出了相应的数据与曲线,证明了所提方法的有效性,为大型天线反射面板的精确调整提供了指导。     

基于FDTD的天线远场快速算法

将FDTD法与二维离散余弦变换（2D-DCT）递归算法相结合计算天线远场,大幅提高了计算效率并降低了计算存储空间。采用2D-DCT递归算法对近场数据进行压缩,得到失真度较小的重构场,并用该重构场计算天线远场,数值仿真角反射器天线所得到的结果与实验测量结果吻合良好,说明该方法的有效性。     

天线反射面风压分布的测量

测量天线反射面风压是困难的问题,本文根据天线反射面的结构特点,设计了几何相似和动力相似的各类天线风压测量模型,提出了测量方法,讨论了提高测量精度的措施。     

基于机电耦合理论的智能反射面天线形状最优控制

为提高反射面天线电性能,基于机电耦合理论,以增益和第一副瓣为综合控制目标,建立智能反射面天线形状最优控制模型。模型考虑结构强度和作动器性态约束,将作动电压作为被控变量, 通过机电耦合模型将电性能表示为作动电压的函数。以某7.3 m反射面天线为研究对象,同时考虑自重与温度载荷,分别应用所提方法与传统形状最优控制方法进行控制,其中温度载荷由77个温度传感器实测获取。结果表明,基于机电耦合理论的形状最优控制模型在改善天线的电性能方面更加有效。     

基于多尺度特征的像素位姿定位优化方法

在已知三维信息的场景中估计相机位姿,是自主驾驶、增强现实、虚拟现实等领域的重要环节。已有方法从输入图像中直接回归相机的位姿,或者通过回归像素的三维坐标方式计算相机位姿,这些方法存在的问题是与训练场景耦合严重,在新环境中缺少泛化能力。认为深度学习网络应该专注于学习鲁棒和不变的图像特征,因此介绍了一种基于多尺度图像特征对齐的优化方法,将图像特征相似性作为度量形式,将相机位姿作为优化量,通过从像素到位姿的端到端的训练,来估计相机精确的六自由度(6 degree of freedom, 6DOF)位姿。该模型参数和场景分离,对新场景有较强的泛化能力,并且具有较好的定位精度。     

基于不同网格形式的反射面天线方向图分析

反射面天线远场方向图分析中需要数值积分.分别针对扇形、三角形和四边形三种不同的积分网格形式,推导出相应的Gauss积分公式.对于扇形单元使用极坐标形式的Gauss积分公式,对于三角形单元使用面积坐标的Gauss积分公式,并将其推广到四边形单元.与常用的梯形积分相比,给出的积分公式能够有效减少计算时间,提高计算精度.与Hammer积分相比,给出的公式可以取得更高的精度,并且可以应用于四边形网格.通过仿真实验,讨论了网格划分形式与密度对积分精度的影响,仿真结果也表明了该公式的有效性和正确性.     

基于标定区域特征点组合匹配的位姿估计方法

景象匹配视觉导航技术通常需要硬件测量相机的距离和姿态,提出了基于标定区域的特征点组合匹配的位姿估计方法,通过选择实时图像的标定区域中最优的一组尺度不变特征变换(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)匹配点,通过三角形内部线性插值方法计算SIFT特征匹配点的地面局部坐标,利用空间后...     

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。     

椭圆极化前馈抛物面天线的焦场分析

在大型反射面天线中,研究焦面场的分布对于合理设计与配置馈源或馈源阵列具有指导意义。采用物理光学法,推导了平面入射波为椭圆极化、斜入射时,前馈抛物面天线的焦平面、及与焦面平行的平面上的电场计算公式。并以我国计划建造的500 m口径球面反射天文望远镜(FAST)为实例,计算了其焦面场并得到结论:入射波的极化方式主要影响焦场的极化,而对场强分布影响不大。     

基于指数渐变馈电结构的超宽带抛物面天线设计

设计了一种超宽带抛物面天线,将其馈电部分设计为指数渐变形式的四个馈电臂。给出了该天线的设计思想和设计方法,通过电磁仿真着重研究了指数渐变率和馈电臂间夹角对天线性能的影响,并详细分析了天线的阻抗特性和辐射特性。根据所设计的参数制作天线实物并进行测试,实测天线电压驻波比小于2的频带宽度达到0.95 GHz~20 GHz,天线的增益在2 GHz~14 GHz范围内为15.5 dB~30.5 dB。仿真与测试结果表明,该天线具有超宽带和高增益的特点,非常适用于超宽带通信、超宽带雷达以及无线监测与管理等系统。     

基于远场的薄壳式天线罩壁厚修磨量反求方法

复杂的成型工艺使得机载弹载天线罩罩体各处的材料介电常数往往不一致,这将影响带罩天线系统的电性能,需要通过修磨罩壁几何厚度来补偿材料介电常数偏差的影响。提出了一种基于远场的天线罩壁厚修磨量的反求方法,根据带罩天线的远场计算公式,建立了求解罩体各处透射系数的反演模型,然后根据透射系数以及天线罩的外形、厚度等已知信息反求出各处的介电常数值,再按照电厚度一致的原则确定出壁厚修磨量。此外又提出了一种不增加天线罩网格数的近场积分网格细化方法,提高了反演模型的精度。最后对某1.2 m口径正切卵形天线罩进行了数值仿真,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

偏置反射面天线的机电耦合建模与分析

随着偏置反射面天线向高频段、低副瓣以及轻重量的方向发展,对其结构设计和制造工艺提出了更高的要求,因此,需要研究偏置反射面天线的机电耦合问题,找出影响天线电性能的主要结构因素,从而有效降低对结构设计与加工精度的要求,进而降低成本。应用口径场法,考虑反射面表面误差和馈源误差等结构因素,建立了偏置反射面天线的机电耦合模型。通过对太阳辐射下某2.6m星载偏置反射面天线的机电耦合分析结果与电磁分析软件FEKO的仿真结果进行对比,证明了所提方法的准确性和有效性。