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。     

采用数字方法实现宽带线性调频信号产生

介绍一个采用数字方法实现的UHF波段宽带线性调频信号产生系统的设计。在研究两种主要线性调频信号数字生产方法的基础上 ,依据波形存储直读法 ,提出了一种宽带线性调频信号产生方案 ,深入探讨了系统实现的关键技术 ,并进行了系统实现和测试。测试结果表明 ,所提出的方法是可行的。     

渐变开槽天线阵列输入阻抗的矩量法分析

对UHF波段无限大渐变开槽阵列天线的输入阻抗进行了分析 ,应用Floquet原理建立分析模型 ,对天线阵列进行简化 ,提取其中的一个单元进行分析 ,并且根据单元的具体推导得到了合适的格林函数。同时结合矩量法进行数值仿真 ,着重研究了开槽天线阵列作为相控阵应用时 ,在频率和空间域上的扫描特性 ,得到了数值计算结果 ,给出了输入阻抗的曲线。结果证明 ,渐变开槽天线本身具有宽带工作特性 ,同时组成相控阵列时 ,也可得到比较理想的宽带工作特性和比较大的空间扫描范围     

低雷达截面的新型超宽带单极子天线

针对超宽带天线的隐身问题,设计了一种新型的超宽带低雷达截面的单极子天线。测试结果显示天线-10 dB带宽范围为2.2~10.4 GHz,天线在2.5 GHz和8 GHz的方向图对称性良好。相比于参考天线,该新型天线的雷达截面（radar cross section, RCS)在带内的大多数频点实现了有效减缩。在最大增益损失不超过1 dB的情况下,实现了两个不同入射方向RCS的最大减缩量分别为6.4 dBsm和17.9 dBsm。该天线可应用于超宽带隐身平台上。     

基于姿态修正的目标RCS动态测量方法

相比于暗室和固定雷达平台的目标雷达散射截面(radar cross section,RCS)精确测量方法,提出了基于姿态修正的目标RCS动态测量方法。该方法适用于机载、艇载、球载等移动雷达平台,以有源标准目标作为参考目标,创建了雷达天线方向性因子修正方法、有源标准目标天线方向性因子修正方法、极化不一致性估算方法以及空间几何关系计算方法,实现对目标RCS的动态测量。利用S波段机载雷达对方法的有效性进行验证,结果表明:该方法具有较高的测量精度和试验可操作性,可为外场目标RCS的动态测量提供重要的技术支持。     

用于超高频射频识别的小型宽带高定向天线

基于Moxon天线具有高前后比和小型化的优点,并结合蝶形偶极子天线宽带的工作特性,设计了一款用于超高频(ultra-high frequency, UHF)射频识别(radio frequency identification, RFID)手持读写器的小型宽带高定向平面印刷天线。该天线采用Moxon和蝶形偶极子复合结构,利用平行双线馈电,引入微带渐变巴伦实现馈电平衡。最终天线尺寸为0.34λ₀×0.22λ₀(λ₀为中心频率工作波长),相比微带准八木天线实现了小型化。实测结果表明:在865~1 054 MHz频率范围内,天线的|S₁₁|＜-10 dB,增益均在3.5 dB以上,相对工作带宽达到20%;并且在UHF开放频段902~928 MHz频率范围内,天线的驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)小于1.4,前后比大于15 dB,增益高于5 dB。     

舰载电子战飞机RCS特性数值模拟

对舰载电子战飞机的雷达散射截面（radar cross section, RCS）特性进行研究。分析作战剖面下雷达波对于机体的俯仰角,建立舰载电子战飞机A型号和B型号的三维CATIA模型,基于物理光学法和等效电磁流法,使用RCSPlus软件,数值模拟在UHF、X和S雷达波段下舰载电子战飞机的RCS特性,研究电子战条件下飞机被雷达发现概率,并对仿真结果进行数理统计分析。研究结果表明：对低空隐身飞机设计时,要降低俯仰角在-7.30°至14.78°之间飞机的RCS值,就可以降低距离26 km以外、高度8 km以下的所有雷达的探测距离;舰载电子战飞机RCS特性A型号与B型号相比,在X波段下,头向RCS减小了40.95%;舰载电子战飞机A型号在与无电子战时相比,被X波段雷达探测到距离缩短了63.24%。     

基于射频识别的室内定位系统算法研究

针对无源射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)定位问题,在对比分析基于信号到达角(Angle Of Arrival,AOA)和信号到达时间差(Time Difference Of Arrival,TDOA)2种定位算法的原理和优缺点的基础上提出了无源超高频(Ultra High Frequency,UHF)RFID室内定位混合方法,该方法以AOA定位算法为核心,融入了 TDOA算法时间差的思想,并使用步进电机代替天线阵列,以一定的角速度带着UHF RFID阅读器绕轴旋转扫描标签以估算待定位标签的位置.仿真结果表明:该室内定位混合方法的精度优于以上任何一种单独的定位算法,是一种更加有效、定位更加精确的技术手段.     

毫米波宽带雷达相位误差校正方法研究

为了有效解决相位误差对于步进频信号合成高分辨的影响,在分析步进频雷达相位误差来源的基础上,提出了一种相位误差校正方法。理想情况下,频率步进信号为相参信号,脉冲间的相位具有线性关系,相邻脉冲间的相位差恒定。随机相位误差的存在,破坏了频率步进信号的相参性,导致合成高分辨结果旁瓣峰值电平提高,噪声基底抬高。合成高分辨前,利用相邻脉冲接收信号相位差与均值的差值对采样信号进行相位补偿,可以一定程度上校正相位误差对步进频信号的影响。对仿真数据与实测数据的处理结果表明,该方法可有效提高频率步进体制雷达的检测性能。     

共口径双波段波导缝隙阵列天线设计技术

通过对共口径双波段天线的研究,提出了一种新型共口径双波段波导缝隙阵列天线设计方法。该方法适用于设计由工作于不同波段的两个脊波导缝隙阵天线同层间隔排布组成的高性能天线,特别适用于小型双波段雷达天线设计。详细描述了如何减弱两个波段相互干扰对天线性能的影响。最终通过一个Ku/Ka共口径双波段波导缝隙阵列天线设计与测试,其测试结果与仿真结果吻合度高,验证了设计方法的正确性。     

金属目标表面涂覆吸波材料减缩雷达散射截面的研究

金属目标表面涂覆吸波材料可以有效地抑制雷达散射截面（ＲＣＳ）。本文推导出光滑凸体金属表面涂覆吸波材料时的后向雷达散射截面公式。对一系列涂覆平板的ＲＣＳ进行了测试和理论计算。研究发现：对于平板而言，ＲＣＳ减缩量的理论计算与实验的差值随着涂覆面积的增大而增大。为此，给出一种工程修正的方法，从而提高计算精度。     

RCS测量中目标与金属支架间的耦合散射研究

在采用低散射金属支架的目标雷达散射截面(radar cross section, RCS)测量中, 被测目标与低散射金属支架之间的耦合散射效应是影响测量数据不确定度的重要因素。以RCS测试中常用的短粗圆柱定标体和飞翼外形隐身飞机模型为被测目标, 重点研究目标与金属支架间的表面波型与多次反射型两种主要耦合散射机理。采用一维高分辨距离像、时频分析、二维逆合成孔径雷达成像等技术, 分析了被测目标与金属支架之间不同类型耦合散射的形成机理, 并据此提出了相应的消除方法。数值计算与仿真结果验证了本文方法的有效性。     

自适应变速率MQAM在VHF/UHF频段的应用研究

从电磁波在无线移动信道的传播特点入手,分析了无线移动衰落信道对数字信号传输的影响,并设计了一个在VHF/UHF频段以自适应变速率MQAM为核心技术实现高频带利用率的通信系统.该系统通过检测接收信号能量来调整调制电平数的方法,可以克服诸如＂检测误码控制自适应调整＂等方法存在的调整滞后的问题.在无线信道中的仿真表明,该系统的有效频带利用率大于3.2bit/s/Hz,高于该频段现有无线数据通信系统的相应指标.     

基于Mie级数的金属球被双负介质覆盖的电磁散射

针对双负介质的电磁特性问题,用Mie级数解研究了金属球被双负介质覆盖的散射截面.推导了可以用于计算双层均匀色散介质球电磁散射的Mie级数解.计算了阻抗匹配的、理想的、均匀的双负介质球的散射截面,其后向雷达散射截面接近于零,同时与文献结果对比验证了算法和程序的正确性.比较了金属球被双负介质和铁氧体覆盖的散射截面.基于Mie级数解讨论了金属球被不同介质参数双负介质覆盖的后向雷达散射截面,计算结果表明,双负介质不同介质组合对金属球后向散射截面有一定影响.     

基于火控雷达测试的箔条弹RCS快速预估方法

火控雷达工作的频段是反舰导弹末制导雷达主要工作频段之一,研究箔条弹在该频段的RCS特性对水面舰艇反导作战具有重要意义. 本据火达可以实时跟踪快速小目标的特性,结合外场测量实际和测量原理,提出了一种基控雷达测量的箔条弹RCS快速预估方法. 该方法首先利用火控雷达实时跟踪箔条弹,并箔条弹弹丸开舱前瞬间的雷达回波增益控制电压衰减量和距离; 然后火控雷达转而跟踪后所形成的箔条云,并实时测量箔条云的雷达回波增益控制电压衰减量和距离; 最后利用改雷达截面积比较法快速预估箔条干扰弹的RCS. 外场试验表明: 该方法能快速得到测量数据,现RCS的快速预估. 同时,测试数据可为舰载火控雷达的抗箔条干扰研究提供参考.     

金属平板涂敷吸波材料的RCS计算研究

通过实验验证了一种金属平板涂敷吸波材料 (RAM)的RCS计算方法。该方法从Stratton -Chu积分方程入手 ,推导出一种简捷的电大尺寸光滑凸体金属表面涂敷RAM的物理光学后向RCS计算公式。通过在 8 6GHz、10GHz、11 4GHz三种频率下 ,对两种分别涂敷 0 5mm和 1mm厚度RAM的金属平板的RCS计算与实验数据对比分析可知 ,两者吻合较好 ,表明该方法不仅计算过程简单 ,而且计算结果比较精确 ,是一种基于物理光学理论计算涂敷RAM的金属凸表面后向RCS的有效方法     

加载复合平面的缝隙天线RCS特性研究

分析了人工磁导体和理想电导体复合表面对入射电磁波反射相位相差180°的特点。通过合理设计两个表面的比例,可以实现复合平面结构后向电磁散射的抑制。将该复合表面应用于缝隙天线的设计,达到了在不影响天线辐射效能的同时减少雷达反射截面积(radar cross-section, RCS)的目的。实测结果表明,加载复合表面的缝隙天线在设计频带内的RCS减少了10~15 dB,进一步验证了复合平面对后向电磁散射的抑制效果。     

薄涂层介质目标电磁散射的CFDTD分析

针对介质目标表面具有薄涂层材料的电磁散射问题,提出了一种基于等效介质参数的共形FDTD(Conformal FDTD,CFDTD)方法。对于介质目标表面包含薄涂层的共形网格,电场采样点处的介电常数和电导率的等效值通过元胞中介质、涂层和自由空间三者所占的长度加权平均得到,而磁场采样点处的磁导系数和导磁率的等效值利用介质、涂层和自由空间所占的面积加权平均得到。共形网格上电磁场递推式与常规FDTD递推式形式相同,只是递推式系数中的介质参数用相应的等效参数代替。涂层介质球的计算结果说明在保证计算精度的情况下,该方法可比常规FDTD方法节约大量的内存和计算时间。最后用该方法计算分析了复合结构弹翼的电磁散射特性。     

Geometrical Modeling by NURBS Surface and RCS Computing by Visualization for Complex Targets

ＧｅｏｍｅｔｒｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇｂｙＮＵＲＢＳＳｕｒｆａｃｅａｎｄＲＣＳＣｏｍｐｕｔｉｎｇｂｙＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｍｐｌｅｘＴａｒｇｅｔｓＺｈｏｕＹｏｎｇ＆ＬｉｕＴｉｅｊｕｎＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅ...