天线雷达截面及隐身技术

本文分析了天线雷达截面(RCS),提出了空载雷达天线工程设计中应用极化灵敏Salisbury屏和OP型极化吸收材料装置的天线隐身技术。     

TD-HSPA+系统级的双极化天线建模及仿真分析

提出一种双极化天线的系统级建模方法,以解决TD-HSPA+系统中极化性能研究无准确天线模型的问题。并通过结合多天线方案中的PARC和S-PARC方案,对TD-HSPA+下行系统性能进行了仿真分析和研究,重点对比了市区宏小区和郊区宏小区等场景下的双极化天线配置和传统线阵天线配置性能差异。系统级仿真结果表明,在覆盖半径较小的市区,利用双极化天线组网能提供良好的系统性能,提高小区容量。     

地波超视距雷达干扰电台来波极化方向的测试误差及消除

本文在同一坐标下给出了具有极化滤波特性的地波超视距雷达双极化天线的方向函数,指出了干扰电台来波极化方向测试误差的来源,并重点讨论了由垂直极化与水平极化天线方向图及有效高度不同给干扰电台来波极化方向测试带来的误差,并提出了对这些误差进行估计和消除的方法.     

三维正交矢量天线导向矢量的秩-1模糊

定义了不同形式三维矢量天线极化 角度相干结构(PACS)之间的两种等价关系,将所有形式的三维正交矢量天线分为了3个等价类,并针对各等价类中典型结构进行了秩 1模糊的研究。结果发现3类天线的模糊区域特点各不相同。但在处理非线极化信号时,其角度模糊区域均具有离散特征;而在处理线极化信号时,角度模糊区域则都呈现连续特征。研究了空域兼并信号的极化 角度域可分性,揭示了三维矢量天线由于电磁分量的部分残缺而在极化 角度域不能完全分辨仅存在极化距离的多个同向信号这一局限性。     

基于ESPRIT算法的柱面共形阵列天线DOA估计

由于共形天线阵列流形的多极化特性(polarization-diversity,PD),信源方位参数与极化状态的“耦合”是实现共形阵列天线波达方向(direction-of-arrival, DOA)估计的主要难点。针对柱面共形阵列天线的特点,建立了柱面共形阵列天线的导向矢量模型;通过合理的阵元排列结构设计,结合ESPRIT (estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)算法参数估计的特点,实现了信源极化状态与方位参数的去耦合,推导了ESPRIT算法多参数估计的参数配对方法,最终提出了柱面共形阵列天线盲极化DOA估计算法。计算机Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。     

平面波激励的超宽带天线口径辐射特性研究

如何高效而又有较少拖尾的将信号辐射出去是超宽带天线的设计关键,利用FDTD方法研究了在平面波激励的情况下口径形状和激励脉冲的脉宽与辐射波形之间的关系,得出在不同口径形状的情况下口径辐射场不仅与口径形状有关还与所加激励源的极化方向有关,即口径窄边与激励源极化方向一致时,辐射场幅值最大。实验分析表明该方法的有效性。     

结构误差对阵列天线极化特性的影响分析

研究了阵列天线阵面变形导致的单元极化差异对天线辐射性能的影响。基于变形后单元的位置,通过3次坐标转换,建立了阵列天线全局球坐标系旋转变换到任意指向单元局部球坐标系的一般步骤,以得到单元在全局坐标系下的极化方向图,并在远场叠加的过程中考虑了单元位置误差的影响。通过对9×5元面阵的数值仿真,得到了可供工程参考的结论。     

基于时域有限差分法的圆极化十字振子天线设计

通过对圆极化十字振子天线在同相馈电时中间区域电磁耦合的分析,提出了用于表征十字振子天线实现圆极化的振子等效长度缩短模型.利用时域有限差分法,设计了十字振子天线.通过仿真和优化,找到了实现圆极化的振子最佳尺寸,并研究了天线尺寸改变时,极化特性的变化规律.在一定轴比带宽条件下,优化后的十字振子天线正交方向上圆极化轴比可以达到1.023.     

锥面共形阵列天线相干信源盲极化DOA估计算法

针对共形天线阵列流形的多极化特点,建立了锥面共形阵列天线导向矢量的数据模型。通过合理的阵元排列结构设计,推导了锥面共形阵列天线信源解相干的空间平滑算法,解决了ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance technique)算法多信源方位估计的参数配对问题,最终给出了锥面共形阵列天线相干信源盲极化波达方向(direction of arrival, DOA)估计算法。该算法利用锥面共形载体的单曲率特性,结合ESPRIT算法参数估计的特点,在盲极化条件下实现了相干信源的高分辨DOA估计。Monte Carlo仿真实验验证了算法的有效性。     

论空载雷达天线的再辐射及抑制

本文论述了空载雷达天线由于极化失配、照射失配和阻抗失配产生的再辐射。根据几何光学理论,利用孔径场法进行了分析。较详细地给出了抑制再辐射和RCS减缩的技术途径。     

新型超宽带圆极化印刷天线

针对传统圆极化微带天线轴比带宽较窄的问题,提出了一种新型的超宽带圆极化印刷天线。该天线结构简单,仅由C型辐射贴片和改进后的地板组成。采用微带馈电模式,整个天线尺寸仅为25 mm×25 mm×1 mm。通过优化C型贴片和在地板上增加三角形和小长方形微扰结构,可以有效增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。给出了天线的设计流程,从表面电流分布分析了圆极化天线的工作机理。加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明天线具有超宽的阻抗带宽和轴比带宽。天线的工作频带为4.4~11.6 GHz(相对带宽为90%),3 dB轴比带宽为3.6~11.3 GHz(相对带宽为103.4%)。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和卫星通信系统中。     

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构。在2.4~2.48 GHz频段内天线实测中心频点S₁₁小于-15 dB, 端口1的左旋圆极化轴比小于2 dB, 端口2的右旋圆极化轴比小于1.5 dB, 与同类型相近尺寸的天线相比具有较宽的轴比带宽。对其远场辐射方向图进行了仿真和测试, 结果表明这种四馈电结构改善了辐射方向图的对称性和轴比。     

Research on novel multi-layer and multi-polarized slot-coupling planar antenna array

A novel multi-layer planar antenna array to achieve multi-polarized radiation is developed. U-shaped coupling slots are embedded in the ground plane to extend the bandwidth. The phase relation between adjacent elements in the radiation field is analyzed when adjacent elements are fed in opposite phase. Return loss and radiation pattern are measured for a 16-element antenna array at 12.5 GHz. The radiation pattern shows a good agreement with the calculated one in the shape of the main beam. The return-loss of the proposed antenna array is less than -20 dB in the 12.5 GHz frequency band (12.25-12.75 GHz). Because of two feed ports the antenna can transmit arbitrary elliptic polarized waves if the two feed ports have different amplitude and phase. The main factors such as element spacing, substrate medium and manufacturing imperfection are analyzed and the corresponding conclusions are presented.     

再论扩展目标的角闪烁

解释了角闪烁的两种物理概念及其计算方法;从数学上证明了远区角闪烁线偏差与雷达距离无关;以两个任意取向的电偶极子组成的典型目标为例,推导了考虑目标回波极化和接收天线极化时的角闪烁理论计算公式。理论分析和数值计算表明,在几何光学条件近似下,对线极化接收,相位梯度法与坡印亭矢量法完全等效。     

地基防御雷达的有源假目标极化鉴别能力

研究了有源多假目标等欺骗性电子干扰对地基防御雷达系统的有效性问题。首先详细分析了任一椭圆极化天线有源假目标的极化特性,并探讨了典型雷达目标的极化散射特性。在此基础上,设计了有源多假目标的极化鉴别算法,计算机仿真表明,具有极化测量能力的地基防御雷达系统具有对有源多假目标进行鉴别的能力。     

Signal processing method of a novel polarized array radar seeker

This paper proposes a novel polarized radar seeker based on the polarized antenna array. A fully polarized signal processing method for the proposed radar seeker is studied under the environments with electromagnetic interferences. A dual polarized antenna array is employed to transmit and receive the radar signals. The instantaneous polarization signal processing technique is used to detect and recognize the targets. The direction of arrival （DOA） of the target is measured through the spatial spectrum with high resolution for the polarized array radar seeker system. The fully polarized signal model of the polarized array radar seeker is formulated and a specific signal processing algorithm is expounded. The theoretical research and numerical simulation results demonstrate that the proposed radar seeker has good performances in target detection and electronic warfare. The research results can provide an effective technical approach to develop and research the new generation radar seeker.     

高频地波超视距雷达的极化滤波技术研究

在极化域内分析了按输出干扰最小为原则的极化滤波算法固有的抗干扰能力 ,指出了其抗干扰能力的有限性。对高频地波超视距雷达抑制天波电台干扰问题进行了研究。提出了单通道加权法 ,有效地减小了极化不匹配损失 ,提高了极化滤波的抗干扰能力。最后讨论了实际系统中 ,天线的去极化作用及其补偿方法。     

单极化雷达的空域零相移干扰抑制极化滤波器

单极化雷达不具备极化信息获取和处理能力,这对极化域抗干扰造成了根本性的困难。利用天线在空域扫描时对来波的空域极化调制效应,研究了单极化雷达回波信号的极化分解与极化参数等估计方法。在此基础上,讨论了一种空域零相移干扰抑制极化滤波器的设计方法。该法不仅能够有效抑制干扰,而且不会造成目标信号的幅度和相位失真,实现了雷达相参处理和极化信息处理的兼容工作。仿真和实测数据验证了方法的有效性和可行性。     

Comparison between two concepts of angular glint:general considerations

Angular glint can be interpreted as a distortion of the radar echo signal phase front, or alternatively, a tilt of the direction of energy flow from the radial direction. As the complementarities and support of argumentation in our previous work, a general discussion about two concepts of angular glint is made based on electromagnetic theory to demonstrate that these two concepts are equivalent when geometrical optics approximation is used and＇ the receiving antenna is linearly polarized.     

渐变微波吸收体散射截面计算

针对二维周期渐变微波吸收体尺寸大、结构较复杂、锥齿间耦合强,很难直接精确计算出雷达散射截面(RCS)的问题,采用矩量法和天线阵分析技术相结合的方法对渐变吸收体进行分析和计算,解决了计算量大、锥齿间耦合强而难以计算的难题,且能保证计算的精度。在线极化平面波入射情况下,给出单个和两个涂敷二面角的散射截面以及多个渐变吸收体的散射截面,计算结果与商用软件HFSS(high-frequency structure simulator)计算得到的结果基本吻合,计算速度明显快于HFSS,且克服了因吸收体大而无法用HFSS计算的难题,结果表明所提方法在工程运用上是可行的。