天线不对称对宽带单脉冲测角的影响及补偿

宽带比相单脉冲雷达要求天线幅度、相位特性完全对称,否则将会对角误差测量结果造成一定影响。推导了天线幅度、相位不对称对宽带比相单脉冲测量目标角误差的影响公式。分析了天线幅度、相位不对称对测量角误差的影响性质,可为提出天线设计的对称精度要求提供参考,并提出了天线幅度、相位不对称的补偿方法。     

SUMPLE算法的合成权值相位性能分析与仿真

SUMPLE算法是深空网天线组阵中信号合成的最重要方法之一。研究了合成权值的补偿相位估计性能,从参数估计角度分析了该算法具有较好的合成性能原因。同时,进一步利用SUMPLE算法合成权值之间相位差实现多天线信号间的相位差估计,并推导了估计算法的理论性能以及分析了天线数对算法性能的影响。理论分析与仿真结果表明,天线数越多,相位差估计性能越接近估计下界,较适合于低信噪比下多天线信号间的相位差估计。     

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。     

面向天线组阵信号处理的软件仿真研究

天线组阵是深空探测中用以提高微弱信号接收能力的重要方法之一。分析了天线组阵中信号处理的关键技术,利用Matlab软件对各种合成方案和相关算法进行了仿真比较。在统一考虑影响信号合成性能的各种因素的基础上,使用VS2008和QT工具开发了天线组阵分析和比较的综合仿真平台,可为天线组阵的建设提供建议和理论支持。     

基于GPU的天线组阵信号时延补偿方法

针对天线组阵合成系统对于宽带、高速、并行信号的实时合成需求，设计了基于图形处理器(graphic processing unit, GPU)的天线组阵信号时延补偿方法。首先，分析了典型的整数时延补偿方法在GPU平台上实现的可行性，设计了基于数据块重叠保留的整数时延补偿方法。然后，对比了典型的小数时延补偿方法的优劣，设计了适合于GPU并行加速的频域小数时延补偿方法。最后，对基于GPU的天线组阵信号时延补偿方法进行了实验验证。多次实验测试结果表明，在确保时延补偿正确性的基础上，基于GPU的时延补偿方法相比传统串行CPU时延补偿方法加速比提升了约18倍，采用基于GPU的时延补偿方法可实现对多天线信号的实时合成。     

天线组阵频域合成方法最佳子带划分数分析

为定量分析天线组阵宽带信号频域合成方法中最佳的子带划分数,首先,介绍了频域合成方法并构建了宽带信号合成系统模型;然后,分析了点频信号条件下的合成性能;最后,通过在频域进行积分扩展,得到不同子带划分数条件下的合成损失理论公式。仿真结果表明,子带划分数越多,频域合成方法合成性能越高,但硬件开销越大。以合成损失与硬件开销为评估指标,最佳子带划分数为128。     

天线组阵频域合成方法最佳子带划分数分析

为定量分析天线组阵宽带信号频域合成方法中最佳的子带划分数,首先,介绍了频域合成方法并构建了宽带信号合成系统模型;然后,分析了点频信号条件下的合成性能;最后,通过在频域进行积分扩展,得到不同子带划分数条件下的合成损失理论公式。仿真结果表明,子带划分数越多,频域合成方法合成性能越高,但硬件开销越大。以合成损失与硬件开销为评估指标,最佳子带划分数为128。     

可重构天线的研究进展

对可重构天线的研究进展作了比较全面的讨论。介绍了一些典型的可重构天线结构形式。通过改变天线的内部结构或尺寸改变天线的电流分布,从而改变天线的工作特性,这样就可实现天线的重构。大部分天线是通过开关来改变其结构或尺寸的。可重构天线按功能一般可分为3类:频率可重构天线、方向图可重构天线及频率和方向图可重构天线。     

基于阵列天线的UWB定位方案研究

为实现简单而精确的定位,提出了一种基于阵列天线的超宽带(ultra wideband, UWB)定位方案。在定位源末端设置4根阵元天线,用于检测未知节点发射的UWB信号,各天线接收的信号经统一的中央处理单元,只需单个定位源就能完成未知节点的三维定位。通过UWB多径信号检测算法进行到达时间差(time difference of arrival, TDOA)估计,无需收发两端时钟同步,且避免了使用复杂的波束赋形技术。同时,提出了一种UWB多径信号检测算法,在分析误差模型对定位精度影响的基础上,以IEEE 802.15.4a信道模型的CM1~CM8为依据,对方案进行了误差性能仿真实验。结果表明,所提方案可实现精确定位,误差达厘米级。     

自适应速变极化天线抗干扰技术

本文分析了天线的极化及其响应,讨论了实现速变极化天线的主要问题,给出了关键部件双圆极化天线的设计和数据以及自适应速变极化天线抗干扰系统。     

高阻表面在缝隙相控阵天线中的消除盲点研究

针对扫描盲点是相控阵天线系统的一个重要问题,提出了利用高阻表面的表面波带隙特性来抑制波导端头缝隙相控阵天线的表面波,从而达到消除扫描盲点的目的。同时文中采用周期矩量法对三角形和正方形栅格排列的相控阵天线的扫描特性进行数值计算,证实了高阻表面用于消除相控阵扫描盲点的可行性和有效性。     

Analysis of electrical performances of planar active phased array antennas with distorted array plane

The influence of the distorted plane of the active phased array antenna on the electromagnetic performance is of great significance to the research on and development of the high-performance antennas. On the bent and bowl-shape distortion, the model is established of the relationship between the electromagnetic performance and the position error of the radiated elements. The method is presented of analyzing the far-field pattern of the distorted rectangular active phased array antenna. The analysis results of a planar phased array antenna with different distortions grades prove the validity of the model. Therefore, by the method, the antenna designers may set the reasonable requirement on the structural tolerance in manufacturing antenna.     

相控阵天线微流道液冷优化设计及性能研究

相较于风冷、相变等散热方式, 液冷具有稳定、效率高等优势, 是目前相控阵天线散热的首选方式。针对等截面平直流道相控阵天线冷却不均匀、收发(transmitting/receiving, T/R)组件温差大的突出问题, 与以往部件级热控设计方法不同, 本文首次提出了相控阵天线整机热控设计思路, 设计了变截面平直流道和双螺旋流道两种优化结构。仿真和实测结果表明, 双螺旋结构流道冷却效果最优, 优化后芯片最高温度降低了35.6%, T/R温差降低了51.8%。此外, 所提方法成功量化给出了流速对冷却效果的影响, 可有效解决大功率有源相控阵天线热控设计难题, 可行性和实用性强。     

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。     

弹载相控阵天线“最小二乘法——伪Hadamard矩阵”联合校准

为了更加精确地校准弹道导弹导引头的相控阵天线,弥补目前旋转矢量法校准弹载相控阵天线的缺陷,提出了“最小二乘法——伪Hadamard矩阵”联合校准方法。该方法利用最小二乘法拟合算法解决移相器只能提供离散相位变化,不能准确获得使天线合成功率最大时的移相器相位变化值的问题。通过构造伪Hadamard矩阵对天线分组,每一组移相器同时旋转多个阵元相位,使被测信号变化明显。远场校准实验表明,该方法能够对弹载相控阵天线起到非常好的校准效果。     

相控阵天线的聚焦法

本文给出了相位量化后的相控阵聚焦方向图公式,讨论了影响聚焦性能的各种因素。用线阵进行了聚焦方向图和远区方向图的测试,并进行比较,两者相当符合。我们还对聚焦方向图与不聚焦方向图进行了测试。它表明改变相位分布可控制相控阵波束形状。     

导引头共形相控阵天线新技术

研究了导引头天线新的发展方向-导引头共形相控阵天线。详细讨论了导引头共性相控阵实现的可能性,探讨了导引头共形相控阵天线的分析方法和综合方法,指出在导引头上应用共形相控阵不但能从根本上解决机械扫描天线的局限性,大大提高其扫描速度、扫描范围,而且在隐身、抗电子干扰、远距离目标跟踪、自我防御等方面也具有不可替代的优势。     

用线性系统理论分析相控阵天线

相控阵天线是一离散阵,它的波束控制采用了数字移相器。因所用的字长有限,必然对天线的性能有影响。本文用线性系统中的采样定理导出了阵元间距的约束条件,用付氏变换理论,计算出在有限字长时,对天线性能的影响,并在空间馈电的情形下,导出了方向图锐化等效于时域中脉冲压缩。     

Mathematical Simulating Model of Phased-Array Antenna in Multifunction Array Radar

1.INTroDUCTIONThemultifunctionphased-arrayradarisamodelofradaranti-confrontationsystemwithsylltheticperformanceinallti--disturbranceincludingspace,time,frequency,signalcontrolandsoon.Therefore,thesimulatingresearchonmultifunctionarrayradarconfrontationandan-condontationisanimportanttypeofradarconfrontationandanti-confrontationresearch.Inthebattlefielddefencesystem,thekeytechniqueofthecautionofhighlevelsoran-missileillterceptingguidingstationmainlyliesinthemultifunctionarrayradar.Sothesimul…     

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.