耦合锁相环阵列相位模型

耦合锁相环(CPLLA)阵列被提出可用于实现新型的相位阵。对耦合PLL阵列的相位非线性微分方程组进行了研究,分析了其稳态解。为了深入研究阵列的动力学行为,提出了一种简化的阵列相位连续模型并通过傅立叶级数法求得了解。通过对该模型研究表明通过调节阵列边界振荡器单元自由谐振频率,可在振荡器之间形成线性的相位分布和多波束的形成,实现无移相器的波束扫描。文中还给出了两单元耦合锁相环阵的实验电路。     

用于波束扫描的二维圆形耦合振荡器阵列

提出了基于相邻耦合的圆形耦合压控振荡器相位阵列。从阵列独立单元的非线性动力学方程出发,建立了该相位阵的连续相位数学模型,分析了阵列相位分布函数,对称地调节圆域边界振荡器的自由谐振频率时,阵列的稳定工作频率不变,相位在阵列中实现了线性分布,加上辐射单元后该圆形阵列可用于空间波束扫描。     

相控阵雷达分布式波束控制

传统上,相控阵是用一台能够计算每个阵元相位调整并以数字形式传送到该阵列相应阵元的中央计算机进行控制。未来的雷达系统对中央控制计算机将增加计算和数据分布速率的要求。特别是对于要求进行增益和相位控制的超大型阵列、非平面或保角阵列和有源口径阵列,波束的形成和控制越来越复杂,因此,阵列的分布式控制引人注目。对阵元电平实施控制计算和其他控制功能的     

一类互注入锁相耦合振荡器阵列的局部稳定性分析及其应用

提出了一类任意拓扑结构的互注入锁相耦合振荡器阵列的数学描述方法,分析了阵列在同步解附近的稳定性,得到了阵列的同步和稳定条件。利用推导得到的阵列相位分布控制方法和稳定性条件,实现了矩形结构阵列的不对称副瓣波束以及菱形结构阵列的平面相位分布,并给出了仿真结果。     

结构变形对相控阵天线电性能的影响分析

分析阵面变形误差对有源相控阵天线(active phased array antenna, APAA)电性能的影响,对研究和发展高性能APAA非常重要。将阵面随机误差和阵面变形作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA的阵面变形误差与电性能之间的结构〖CD*2〗电磁耦合模型,并仿真分析了阵面存在变形误差时的天线远场方向图。通过所提方法与结论,工程设计人员可对加工公差提出更合理的要求。     

基于单元位置误差的有源相控阵天线辐射和散射性能综合分析

针对有源相控阵天线雷达散射截面积(radar cross section, RCS)计算复杂,及天线单元位置误差对其RCS的影响难以估计的问题,基于天线单元的相位误差分析,建立了有源相控阵天线的结构与散射阵因子耦合模型,极大简化了有源相控阵天线RCS计算的复杂度,并在此基础上研究了天线单元位置误差对增益及RCS的综合影响。结果表明,合理降低天线单元的位置精度可以抑制有源相控阵天线的RCS。工程人员可基于此权衡辐射和散射性能,适当放宽有源相控阵天线加工及安装公差,在保证天线综合性能前提下有效减轻加工难度,降低加工成本。     

一类耦合振荡器阵列的有约束条件自适应相位控制方法

研究了一类耦合非线性振荡器阵列的相位自适应控制方法,提出了一种基于LMS算法的,带约束条件的相位自适应控制方法,理论分析和仿真结果表明,该算法克服了振荡器频率控制参量在递推过程中引起系统不稳定的缺点,能实现大相位差的相位自适应控制.同时,还给出了利用耦合锁相环阵列内部信号实现阵列相位自适应控制的方案.     

毫米波共形相控阵雷达导引头波束形成

针对毫米波圆锥台共形相控阵天线阵列低副瓣波束形成,提出了基于最优非均匀子阵划分及最优子阵激励的低副瓣波束形成方法.该方法利用多目标进化算法,先通过对整个扫描波束空间进行空间采样并形成空间采样点的天线辐射方向图,然后引入两个多目标函数对这些空间采样点的天线辐射方向图进行低副瓣约束,可获得指定扫描空间内任意角度的低副瓣波束形成.通过多目标进化算法优化子阵结构及其激励能够有效抑制辐射方向图副瓣电平.仿真实验证明该方法有效.     

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。     

多输入多输出阵列目标方位估计方法

提出了一种主动阵列目标定向空时编码新构型,即多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)阵列。MIMO阵列发射不相关信号(正交信号),扫描向量是常规相控阵发射扫描向量与接收扫描向量的卷积,从而产生了虚拟阵元,扩展了阵列孔径,形成的波束图是常规发射阵波束图与接收阵波束图的乘积,因此主瓣更窄,旁瓣更低。两目标高分辨统计性能的仿真分析和实验研究表明,与常规相控阵相比,MIMO阵列具有更高的目标角度分辨率和检测性能。     

初探阵列误差对矢量阵波束形成系统的影响

针对阵列误差是制约矢量传感器阵列波束形成系统性能的重要因素,在提出用运动学中的"广义欧拉角"来描述阵元姿态误差的基础上,建立了阵列误差的高斯扰动模型,进而推导了基于矢量传感器阵列的实际波束响应的理论表达式,并深入分析了各类随机阵列误差对系统性能的影响,得出若干条颇有意义的结论,最后给出了仿真实验验证结果。     

用于立体阵定位的克拉美-罗界简单算法和分析

为了优化设计立体麦克风阵列，满足声学预警系统全空域定位的需求，推导了立体阵定位系统的克拉美-罗界。在此基础上，对比分析了均匀圆阵和几种立体阵（球形、圆柱、锥形和圆孤线阵）的定位性能，同时深入分析了选择不同参考基元对定位性能的影响。仿真结果表明，对方位角的估计，圆弧线阵的方差最小。对俯仰角的估计，几种立体阵的方差均小于均匀圆阵的方差。其中测向不耦合的立体阵方差略小于测向耦合的立体阵方差，圆柱阵的方差最小。同时在阵形、基元数目不变的情况下，改变参考基元的位置还可以进一步降低圆柱阵的俯仰角估计方差及距离相对方差。     

相控阵靶标雷达天线副瓣辐射特性模拟新方法

提出一种修正的配相公式,可以在只调节配相值而不改变每个阵元辐射强度的前提下形成多波束,从而实现丰富的天线波瓣形状,逼真的模拟相控阵靶标雷达天线副瓣的辐射起伏特性.根据该配相方法进行了MATLAB仿真,仿真结果验证了方法的正确性.并且,该配相方法已经在某相控阵靶标雷达研制中得到应用.     

阵列声强器及其应用

声矢量传感器能够同时拾取空间同一点的声压振速信息,可以进行声场声强测量.据此提出了阵列声强器的概念.即当声矢量传感器成阵时,在波束域进行声强处理,以获得目标的方位信息.当空间高度欠采样时,声矢量传感器阵将产生栅瓣模糊,利用阵列声强器获得的方位信息可以抑制稀疏阵的栅瓣模糊,使得声矢量传感器阵在不增加阵元个数的前提下增大了阵列孔径,从而提高了方位分辨力.对阵列声强器去模糊性能进行了理论分析,仿真结果表明了所提算法的有效性.     

天线阵与馈电网络不匹配对低副瓣天线性能的影响

本文利用网络理论分析了天线阵与馈电网络的相互作用,给出了分析计算公式,并以32元共轴振子线阵为例,计算了方向图变化的情形。由分析公式和计算结果可以看出,为了获得低副瓣方向图,必须严格控制功分器网络的精度及使天线阵与馈线有良好匹配。     

相控阵雷达搜索工作方式的研究

本文从合理规划相控阵雷达资源的角度,具体分析了雷达搜索工作方式中时间和能量资源与空域的相关性,提出了通过搜索图样模糊图来选择最佳帧时间的方法以及检测门限的选择策略。仿真结果表明,搜索空域采用多重复周期覆盖和搜索墙技术是节省系统时间和能量资源的有效途径。     

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

介绍如何使用MATLAB构建阵列信号处理系统模型,包括相干信号模型,幅度和相位误差模型,针对不同模型,实现协方差矩阵产生方法,波达方向估计的子空间方法,自适应波束合成器的权值求解算法和方向图、阵列增益等系统参数的仿真.这些仿真模型和方法,对于各种复杂的阵列信号处理研究,具有重要的基础作用.     

基于存贮的相控阵波束控制

本文提出了一种相控阵天线波束控制的新方法——存贮法。通过移相值存贮代替移相值计算,提高了波控计算机系统的速度,简化了系统设计,提高了系统的可靠性。     

采用有向阵元的扇形阵列DOA估计

大部分传统的DOA估计算法都是基于全向阵元假设的,该假设显然与实际情况存在偏差。结合无线电引信对目标的空间定位问题,利用克拉美-罗界和MUSIC算法研究了采用有向阵元的扇形阵列DOA估计,并进行了数值仿真,结果表明,在相同的信噪比条件下,采用有向阵元的扇形阵列DOA估计精度和分辨力都要优于全向阵元阵列。