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。     

一种反射面天线机电耦合分析的新方法

提出了一种反射面天线机电耦合分析的新方法.该方法基于反射面天线的结构分析,利用变形反射面单元的节点位移信息得到变形后的反射面的网格模型.在此基础上,通过使用物理光学法直接计算出变形反射面天线辐射场.该方法与现有分析方法相比,能够更真实地描述出天线变形对其电磁性能的影响.通过对7.3 m抛物面天线的仿真,验证了该方法的有效性.     

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。     

基于远场的反射面天线馈源位姿调整方法

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来,通过测量远场,基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4 m反射面天线,探讨了该方法的适用范围,仿真案例表明,一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能,为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。     

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)。     

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。     

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.     

赋形卡氏天线主面变形的副面实时补偿

针对赋形卡氏天线主面变形导致电性能变差的情况,提出了一种通过实时调整副面位置对其进行补偿的方法。根据最小二乘法对赋形主面的母线离散数据进行分段抛物线拟合,用得到的一组标准抛物环面对变形后的主面进行最佳吻合,同时限定各抛物环面满足同焦轴约束。通过优化计算得出主面吻合参数,再根据主副面的匹配关系,计算副面的空间位置调整参数。将各工况下的副面调整参数存入数据库,实时调用以补偿主面变形。对某64 m天线进行了案例验证,得到了满意的结果。     

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。     

基于参数估计的SAR定位方法

INS/SAR组合制导是一种新的制导方法,在SAR图像匹配定位结果的基础上,结合SAR成像特点,提出一种基于多项式参数估计的定位方法,由于融合时域、空域的距离信息,因此这种定位方法具有一定的鲁棒性;同时重点分析了这种定位方法的误差传递关系,并进行了仿真验证,结果表明这种方法是一种有效的定位方法,具有一定的应用价值。     

基于模糊理论与D-S证据理论的FMEA方法

针对传统故障模式及影响分析(failure mode and effect analysis, FMEA)中主观性较强以及权重分配不够合理的问题,提出基于模糊理论与Dempster-Shafer (D-S)证据理论的FMEA方法。首先,参考软件FMEA方法,将故障被检测度引入到硬件FMEA方法中,并应用模糊理论建立模糊评定等级及对应模糊数。其次,提出基于D-S证据理论的专家赋权法合理分配权重。最后,基于风险优先数(risk priority number, RPN)得出各故障模式的风险排序。案例分析表明该方法可以根据评估偏差量来科学地分配权重,使得评估结果更合理、RPN值更准确、故障模式风险排序更客观。该方法能够满足实际需要,在工程实践中值得推广应用。     

SAR渐进扫描模式波位线性设计方法

针对星载合成孔径雷达渐进扫描模式系统波位设计流程复杂、效率较低的问题,首先对星载合成孔径雷达渐进扫描模式系统波位设计中一些尚未被关注的问题开展研究及论证,包括方位向分辨率随距离向变化的特性、天线方位向偏扫引入栅瓣对方位模糊度的影响以及时序关系同观测效率之间的关系。在此基础上提出线性流程的波位设计方法,该方法根据方位模糊度指标要求对脉冲重复频率进行优化选择,增加了系统设计的自由度,避免了迭代运算的过程,提升了系统波位设计的能力。最后通过仿真验证了本文方法的有效性。     

基于证据理论的目标识别方法

当目标识别系统中传感器信息高度冲突时,仅利用D-S组合规则无法有效融合。提出一种基于证据理论的目标识别方法,该方法首先定义了冲突系数,在此基础上设计了目标识别方法。当冲突较小时,直接利用D-S组合规则进行融合识别;反之,根据冲突的具体情况对证据先折扣再融合识别。通过目标识别仿真实验与其他识别方法进行了比较,实验结果表明所提方法提高了抗干扰能力,具有较快的收敛速度。     

基于格理论的数据包络分析方法

基于偏序集理论的数据包络分析方法中通过引进适当的偏序关系,不仅建立了决策单元之间的特殊关系,也给出了决策单元无效及弱有效的部分原因。然而,随着决策单元所选取投入产出指标个数的增加,决策单元之间的偏序关系可能越来越少,从而能为决策者提供的决策消息也随之减少。本文通过引进决策单元之间的交并运算生成了新的样本决策单元,这些决策单元与原有决策单元将构成格,且这一格关系不仅能够为决策单元的投影提供相关依据,也为决策单元的合作与竞争提供新了思路。最后,引进了相关定理、算法及实例。     

修正的DSmT证据编码方法

计算量是影响Dezert Smarandache理论(DSmT)应用的重要因素之一,也一直是DSmT的研究热点。计算编码由于其证据表示和信度计算的合理性,得到了广泛的认可。计算编码在编码转换时简单有效,但在解码转换时需要进行全部可能元素查找,需要大量查找计算,降低了计算编码的执行效率。文章提出了一种修正的DSmT证据〖JP3〗编码方法,该方法将焦元关系转换为唯一的位置属性并事前存储于数据库中,减小了在解码过程中的查找计算量,修正方法在不改变合成结果的前提下更加有效。算例也验证了修正方法在合成结果上的正确性和计算量上的高效性。