考虑互耦的天线阵列零点综合

为降低阵列天线单元间的互耦影响,给出了一种基于矩量法的迭代综合方法,通过不断对无线阵列单元电流进行修正而求得单元激励电压,从而得到满足工程实践要求的零点。综合示例和软件仿真的结果吻合较好,证明了该综合方法的正确性和有效性。     

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.     

紧凑型微带阵列天线互耦的改善

文章根据经典的哑铃状缺陷地结构设计出一种新型缺陷地结构,用于改善紧凑型微带阵列天线阵元间的互耦。在谐振频率为2.45GHz,阵元间距为1/10自由空间波长的天线阵阵元间引入该结构,采用Ansoft HFSS进行仿真,比较加入缺陷地结构前后天线的各项参数,结果表明该结构使得表征阵元间互耦的参数S12减小30dB以上,有效地改善了阵元间的互耦。     

阵列天线阵元位置误差、通道不一致性和互耦的校正

采用单个连续波校正源，通过旋转阵列天线在多个校正方位测得校正数据，通过求解可分离的非线性优化问题，得到了阵元位置参数和包含通道幅度相位参数与阵元间互耦参数校正矩阵的估计，计算机模拟实验证实了该方法的健壮性和实用性。     

一种新的互耦校正方法在均匀圆阵中的应用

讨论了一种新的用于阵元间互辊校正的方法，它的优点是只需要一个辅助校正信号源，并且它的方向可以是未知的，这种方法可以使得测向算法的分辨率得到明显提高，并将这种方法应用于均匀圆阵，计算机的仿真结果证明了这种方法的优越性．①     

互耦效应对多天线系统的相关性影响

多天线技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破,也是近年来国际上的研究重点.多天线技术带来的天线分集效果可以有效提高移动通信系统的性能,这是因为多路独立信道中的信号都被严重衰落的可能性会小很多,这样就能够在一定程度上克服因通信环境的恶劣、深度的衰落或畸变而带来的信息丢失的情况,从而降低误帧率误比特率,提高系统性能.而提供独立的多径信息则是实现分集技术的基础.但是要想获得独立的多径信息,根据以往的经验,一般要求相邻天线的间距为0.4 λ左右.这对于体积严格受限的手持移动终端设备来讲是不能接受的.冈此在不改变移动终端基本架构,尤其是不增加移动终端尺寸的情况下,本文提出了一种降低多径信道之间空间相关性的解决方案:假设移动台周围的散射体足够多并且均匀分布在以移动台为中心的一个圆形区域内,该网形区域的半径由信道延时扩展的均方值决定;以及在这个模型中,可能存在散射体对一个信号多次反射的现象.而一般情况下,信号受到的反射次数越多,强度衰落得越大.因此这里暂时只考虑仅仅经过一次反射就到达接收端的信号,其余经过更多次反射的信号都认为其衰落较大而被忽略不计的情况下,建立"One-Ring"模型并研究,推导出多天线系统大线问的耦合矩阵C,冉利用MATLAB工程软件仿真,发现随着多天线之间距离的不断减小,天线间的互耦效应可以减小天线间的相关性,使多径信道之间的相关性基本保持在0.2以下.     

一种减小互耦的互素嵌套阵列及测向算法

为了减小阵元之间的互耦效应,首先提出一种阵元间距可调节的互素嵌套阵列.这种阵列由2个不同的嵌套子阵列组成,2个子阵的最小阵元间距由一对互素的正整数确定.只要这对正整数足够大,2个子阵的最小阵元间距便可远超过入射信号的半个波长,从而将阵元间的互耦效应减小到可忽略的程度.然后,为了解决大间距阵列所引起的角度模糊问题,提出了一种基于四阶累积量的无模糊波达方向(DOA,direction of arrival)估计算法.仿真实验表明,此算法具有较好的估计性能,相比一些经典的自校正DOA估计算法,此算法具有更高的角度分辨力和估计精确度.     

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.     

高频地波雷达的阵列互耦校正

针对分布式高频地波雷达（HFSWR）的工程应用,研究了基于自适应混合算法（AHA）的阵列无源校正方法.该方法将阵列误差估计问题转化为多元参数的联合估计问题,利用改进的混合算法得到了该优化问题的最优解估计.利用海洋回波校正了分布式高频地波雷达阵列幅相误差之后,将该方法应用到雷达系统的阵列互耦误差校正.仿真和现场实验实测数据的分析表明,该方法对空间谱算法性能的改善十分明显,验证了其有效性.     

一种新的相干信源互耦自校正算法

针对互耦效应下相干信源的波达方向（direction of arrival,DOA）估计问题,提出一种基于阵列接收数据一阶统计量的解相干及互耦自校正算法.算法利用阵元接收数据的一阶统计量构造伪协方差矩阵,理论推导证明,互耦系数已从理想导向矢量中剥离,且该矩阵的秩与信源相关性无关,仅与信源个数相等,即实现了信源的解相干及互耦自校正,因此通过对重构矩阵进行一次特征分解即可实现DOA估计.此外,对算法的子空间估计性能及由互耦系数导致的测角模糊性进行了分析,结果表明该算法实现过程简单,计算量小,在低信噪比和短快拍数时仍具有很高的估计性能.仿真结果验证了算法的有效性.      

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。     

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.     

考虑互耦的改进型Vivaldi天线阵列优化设计

设计了一种改进的Vivaldi天线,采用基于指数和椭圆的混合渐变线方法,实现了天线的小型化设计,同时具有超宽带的性能。将该天线沿x轴组成了一个8元直线排列的天线阵列,采用有源单元方向图方法来考虑天线单元间的互耦,得到的阵列方向图与全波模拟结果吻合很好。与微分进化-连续蚁群优化算法的混合算法相结合,通过调整单元的激励幅度,实现了方向图的综合。与切比雪夫综合方法相比,可以获得更低的副瓣电平,同时减小了全波模拟的计算次数,节省了优化时间。     

近场聚焦法测相控阵天线方向图

阐述了用聚焦法在菲涅尔区测试相控阵天线的理论依据及实现方法 ,用实验结果对近远场方向图进行了比较。考虑到实际应用 ,对距离标定误差和频率漂移引起的测试误差进行了实验研究。结果表明在菲涅尔区用聚焦法监测相控阵天线性能是一种行之有效的方法。     

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。     

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.     

天线阵通道不一致及阵元间互耦的有源校正法

在超分辨测向领域模型误差往往会导致系统性能的急剧下降,因此必须进行有效的校正。首先研究了借助于单个辅助信号源来校正模型误差的方法,对它的原理进行了详细的推导和分析,最后通过计算机模拟结果来证明其可行性。     

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。     

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.     

基于降低互耦影响的二维稀疏阵优化设计

通过对基于差分共阵概念的开盒阵（open box array,OBA）阵元进行重新优化,提出了一种称为稀疏H型阵的新阵型设计方案.该结构具有与OBA相同的可估计信源数,并通过降低紧密排布的传感器对数有效减小了传感器间互耦效应.基于二维酉ESPRIT算法的波达方向估计,仿真证实了所提出的阵型相较其他阵型具有更好的抗耦合能力.