基于微波网络理论的L波段高增益阵列天线设计

本文基于微波网络理论,分别设计了4单元和16单元的两款L波段阵列天线,应用于气象探空仪的接收部分,使接收部分的天线平面化及小型化。应用微波网络散射矩阵理论将天线单元之间的耦合效应、每个天线单元的幅度和相位等因素进行综合考虑,得到高增益阵列天线馈电网络。所设计的阵列天线的仿真、测试特性一致,而且在1.68 GHz处,4单元和16单元阵列天线最大实测增益分别为10.4 dBi、15.6 dBi。这两款阵列天线性能达到设计要求,可应用于气象探测领域。     

一种低副瓣稀布阵列天线的方向图综合算法

提出了一种对含有较多单元的稀布直线阵列,以及稀布平面阵列天线进行低副瓣综合的二阶算法。采用迭代傅里叶算法获得一个具有较低副瓣,栅格间距为半波长的稀疏直线平面阵列。针对所得到的稀疏阵列,选择相邻间距大于半波长的单元作为被优化对象,进一步采用差分进化算法,在满足单元间距不小于半波长的约束条件下,对被选中单元的位置和激励相位进行优化来获取具有更低副瓣的稀布阵列天线。根据上述约束条件,在执行完算法的第一步后,阵列中大部分单元的位置已经固定下来,因此,只有少量单元进入下一步的优化进程,从而有效缩减了差分进化算法的寻优空间,加速算法的收敛。基于不同直线阵列和矩形平面阵列的方向图综合结果表明,采用本算法得到的稀布阵列天线,其旁瓣电平值相比文献中已有的结果均表现出不同程度的下降。     

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。     

一种基于傅立叶变换法的天线阵综合方法

采用傅立叶变换法对天线阵列进行综合,并用matlab软件进行计算和仿真,得出各阵列单元的电流激励分布和天线阵的方向图.结果表明,傅立叶变换法能很好的逼近实际要求的方向图,并且随着单元数的增加,越来越接近要求的方向图.     

一种阵列天线的波束赋形设计

对俯仰面波束需要赋形的阵列天线进行了分析和设计。采用数值方法对阵列天线的方向图进行了综合,将平均偏差用于目标函数的构造之中,同时结合工程实际,给出了约束条件。通过优化目标函数,得到所需的单元馈电电流。天线的实测方向图完全符合赋形波束的要求,表明该设计方法是可行的。     

行并行可重构单元阵列流水映射性能评估

针对粗粒度单元阵列流水映射问题,设计了三种行流水结构阵列,并分析了其执行步骤,提出了一种基于行流水阵列通用的流水映射算法.该算法综合考虑混合多层迭代启动间距、块间流水通信成本、块配置成本等多个因素,一组测试基准程序实验结果表明了文中算法的合理性,与多目标优化映射算法相比,该算法消耗总时延平均节省了4.0%(可重构单元阵列RCA_(4×4))和4.3%(可重构单元阵列RCA_(8×8));与满射映射相比,该算法消耗总时延平均节省了52.1%(RCA_(4×4))和56.2%(RCA_(8×8)).     

一种X波段全向雷达角反射器阵列设计

基于圆形角反射器为阵列单元进行环形组阵,提出了一种X波段全向雷达角反射器阵列的可行性设计方案。为了减少该全向角反射器阵列的径向空间占用率,采用了上下两层环形阵组阵且将两层环形阵相邻单元等角度间隔交错布置的方式。在理论综合与方案优选的基础上,进行了三维电磁软件仿真设计与分析。仿真结果表明,所设计的雷达角反射器阵列的方位面全向性优良且在X波段雷达散射截面(RCS)均大于2000m~2,可满足实际工程使用需求。     

互扰对涡流阵列传感器裂纹检测性能影响

针对柔性涡流阵列传感器阵列单元之间的互扰问题,分别建立了涡流阵列单元和涡流阵列传感器的有限元模型,分析了互扰对涡流阵列传感器输出的影响以及互扰的来源,研究了互扰对涡流阵列传感器裂纹检测能力的影响.研究结果表明:互扰会导致阵列传感器输出信号幅值显著减小、相位出现偏移;涡流阵列传感器的互扰来源于阵列单元附近的激励线圈;互扰会对涡流阵列传感器的裂纹检测灵敏度产生一定影响,但若以跨阻抗幅值作为传感器的特征量,互扰对裂纹检测灵敏度的影响可以忽略,因此可以用阵列单元的分析结果来指导涡流阵列传感器的设计.     

高敏感度微机械陀螺阵列的设计

提出了一种新型的四自由度陀螺设计方式,结构设计基于科罗奥利效应采用多敏感模态振动单元组合阵列的形式.与传统二自由度陀螺比较,该陀螺阵列在提高增益的同时保持了本身具有的鲁棒性.在四自由度陀螺的设计中,两个具备固有中心频率差值的完全二自由度振动单元被应用在敏感模态中.通过设定中心频率差值,综合考虑了提高陀螺敏感度和稳定性的因素.陀螺阵列通过联合两个敏感模态振动单元的输出,达到提高敏感模态增益和增强系统敏感度的目的.仿真结果表明:与单个敏感模态振动单元相比,陀螺阵列的增益增加了8dB;而且在敏感模态和驱动模态分别产生了220和160Hz范围内的3dB带宽;两个模态的带宽彼此高度匹配,并且为整个系统提供了160Hz的带宽.陀螺阵列对于结构参数的变化和制造误差都有很强的鲁棒性,从而说明该设计能满足实际需求.     

安装在曲面平台上的共形阵快速计算方法研究

对于安装在曲面平台上的共形阵列,提出了一个有效的远场方向图计算方法.从远场叠加原理开始,用一个包含单元互耦影响的有源单元方向图技术来描述阵列辐射特性.利用有源单元方向图技术结合坐标转换理论来研究曲面共形阵,将所有的单元划分为不同的部分,将一个大的阵列计算问题分成各类简单的子阵问题的叠加,极大地降低了计算负担.数值结果验证了提出的方法的正确性.     

一种改进的用于阵列综合的遗传算法目标函数

现有天线方向图综合方法难以在多零陷生成的同时对旁瓣进一步抑制,提出一种基于动态权的目标函数模型.经过对目标函数适应度的测试,证明该函数模型具有良好的收敛特性.实验证实,在10元阵列的归一化方向图综合中,该模型可使旁瓣降低3~4 dB.     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。该文为时域同步OFDM系统,提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只和快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

TDS-OFDM对信道频谱零点的重建

当无线传输信道出现频谱零点,正交频分复用(OFDM)系统会出现严重的性能恶化。针对信道频谱零点带来的性能恶化问题,现有的OFDM系统采用信道编码和交织来恢复丢失的数据。为时域同步OFDM系统提出一种低复杂度的信号重建方法,该方法不需要对现有的时域同步OFDM发射机作任何额外的修改,完全在OFDM接收端进行,在均衡过程中重建因信道频谱零点而丢失的数据,并且其计算复杂度只与快速Fourier变换相当。计算机仿真证明,新方法的应用使时域同步OFDM系统的性能显著提升,大大优于现有的重叠相加均衡方法。     

基于半定规划的零陷控制方法

自适应波束形成算法能够将零陷自动对准干扰方向,但在干扰快速移动或天线平台出现震动等情况下,由于干扰位置的扰动而使得自适应权和数据失配.针对上述问题,提出了一种基于半定规划的对干扰源零陷展宽方法,该方法通过对干扰源的波达方向附近范围内的方向向量的约束,来展宽干扰源的零陷范围.该方法能够有效地提高系统的鲁棒性能,使得干扰和噪声的功率输出最小,保证对干扰源的抑制能力.仿真结果验证了算法的有效性.     

基于PEEC方法的平面电路EMC问题分析

提出了基于部分元等效电路（PEEC）方法求解印制板电路电磁兼容问题的新方法,即将印制板电路的辐射问题分为两步：（1）用部分元等效电路的方法确定印制板导体上的场源（电流）分布;（2）将所有电流元的辐射场进行叠加求总的辐射场。文中对上述方法进行了分析,在此基础上通过一个对称电路和一个非对称电路的辐射场计算,提出了一些工程设计中减小辐射的设计准则。     

电力系统谐波和基波无功检测改进方法

准确、快速地检测电网电流中的谐波成分,是谐波抑制和无功补偿的关键．在小波分析的基础上,结合瞬时无功功率理论,提出了一种谐波和基波无功检测的改进方法．该方法能检测各次谐波和基波无功分量,且运算过程可用软件来实现,不必依赖昂贵的元件和复杂的电路．Matlab仿真结果表明：该方法能实时检测谐波电流和基波无功电流,且检测精度高,动态相应快．     

新型板式蓄冰设备蓄冰融冰规律研究

以一新型板式蓄冰设备为研究对象,建立其有限元数值模型,利用现有的实验数据对模型进行了验证．利用模型模拟分析了相变融冰与蓄冰规律,结果表明融冰与蓄冰过程都是在一定的温度范围内完成的,且靠近板内壁面处水或冰的温度比其余各点变化更快．在此基础上提出了间歇蓄冰方式,并与连续蓄冰方式进行了对比分析．研究发现,采用间歇蓄冰方式可减少冷水机组和泵的实际运行时间,降低纯蓄冰过程的能耗．     

一种阵列天线零点形成的新方法

提出了一种新型的幅值扰动形成零陷的方法，通过在幅值扰动的过程中引入遗传算法来进化寻优，从而达到在指定方向形成一定深度零陷的目的．为了克服基本遗传算法易于早熟和局部寻优能力较差的不足，采用了改进的小生境遗传算法．该零陷形成方法克服了传统零陷形成方法零陷深度不足、副瓣电平高等缺陷．仿真表明，该方法能较好地达到设计要求，且有较好的收敛速度和稳定性．与其他一些方法相比较，该法有更广阔的应用前景．     

基于幅相扰动的改进Memetic算法的波束成型算法

为了提高天线波束成型算法的收敛性能,基于改进的Memetic算法对幅相扰动最优权值的搜索,提出了一种新的上行MIMO-SDMA智能天线系统的波束成型算法。仿真结果表明,该算法具有很好的收敛性能和较高的效率,基于该算法的智能天线系统不仅能够对干扰方向进行自适应控零而且还能同时使最大增益主瓣与期望信号的方向一致,使系统的信噪比得到提高,很好地实现上行MIMO-SDMA。     

矩形截面线圈稳恒磁场的积分算法

从Biot-Savart定律和矢量叠加原理出发,发展了一种计算矩形截面不规则线圈稳恒磁场的积分算法.根据线圈的形状,将直流电流分割成直线段电流元和曲线段电流元,采用多个直线段电流元来拟合曲线段电流元,并将所有直线段电流元的磁场三重积分形式分别转化为一重积分;最后进行数值求解.为了快速求解这些积分,分别推导了梯形棱柱体电流元、三角形棱柱体电流元和梯形面电流元的磁场积分方程.模型验证表明,计算值与理论值符合良好.