一种和差波束可重构的微带贴片天线

本文设计了一种工作在TM03模式的单层方形和差波束可重构的开槽微带贴片天线。该天线由同轴探针馈电,没有复杂的和差网络和馈电结构。顶层辐射贴片上三个平行排布的矩形槽用于和波束方向图的旁瓣降低和增益增强。槽两侧的八个金属过孔用于产生差波束。底层金属地上设计了简单的二极管开关控制电路用于实现和波束与差波束的切换。测试结果表明,该和差波束天线的中心工作频率为3.53 GHz,-10 dB阻抗带宽为1.4%,和波束的增益为11.35 dBi,旁瓣电平为-22.9 dB,半功率波束宽度为45°,差波束的增益为9.62 dBi,零深深度为-17.95 dB。本文提出的和差波束可重构微带贴片天线结构紧凑,低剖面、高增益,且具有良好的辐射特性,易于在PCB板上与其他平面电路集成。

超宽带和差波束天线及其在无人机定位方面的应用

使用雷达可以进行大型目标的定位,但是对于无人机这种可以超低空飞行的小目标,使用雷达有一定困难。此外,无人机发射的信号可能跨了很宽的频带,因此定位用的天线需要是超宽带的,这同样对雷达有很高的要求。超宽带和差波束天线可以解决这些问题。和差波束天线定位依赖于和波束接收电平与差波束接收电平的差值,这通常是一个较大的值,所以和差波束天线不需要很高的增益但是分辨率很高。将和差波束与频谱分析的接收机接到一起之后组成双站系统,就可以进行无人机的定位,同时还可以确定无人机信号的频段。为了实现这个应用,设计了一个超宽带和差波束天线,该天线两个对数周期偶极子天线(LPDA)和馈电网络组成,可以覆盖1.45~5.95 GHz的带宽,零点深度低于-27 dB。

和差波束直接数据域处理动目标检测方法研究

研究了和差波束直接数据域处理(ΣΔ-DDD)动目标检测的算法和杂波抑制机理,提出了对DDD处理后数据进一步进行相干积累,补偿信号滤除引起的孔径损失,同时利用非检测多普勒单元输出信号采用单元平均CFAR算法来检测动目标。仿真实验表明,改进算法进一步提高了改善因子,同时有效解决了ΣΔ-DDD算法的检测门限确定问题。该算法无需计算杂波协方差矩阵,运算量小,易于工程实时处理。

一种基于和差波束的机载SAR定位方法

机载SAR绝对定位技术可以直接对地面目标进行定位,无需地面参考点,对于军事及民事应用具有重要的实用价值。该文提出一种新的机载SAR对地定位方法,主要研究在无地面参考点的情况下,利用和差波束SAR图像直接对地面目标定位,获取地面目标3维坐标信息。论文分析了载机速度、高度及测角误差对定位精度的影响,并与传统基于距离多普勒模型的定位方法进行了比较,最后通过仿真实验验证了该定位方法的有效性。

基于幅相线性约束的自适应和差波束形成方法研究

阵列雷达自适应和差波束单脉冲测角面临信号对消、训练样本有限、波束保形及零点约束困难等问题.针对上述问题,本文提出基于幅相线性约束的自适应和差波束形成方法.该方法通过增加对主瓣临近角度的幅相线性约束条件,有效的克服和波束信号对消的现象;通过引入相位约束条件,使得差波束的在主瓣方向逼近静态差波束,具有良好的稳健性.同时通过合理的设计幅相约束条件实现了单脉冲和差波束测角二维解耦合.仿真实验验证了本文方法的有效性.

静态和差波束匹配的空时自适应处理方法

传统空时自适应处理方法的和差波束参数估计面临角度多普勒参数耦合的问题,当存在目标信号污染时,参数估计性能急剧恶化.笔者提出了一种基于静态和差波束匹配的空时自适应处理方法,通过采用幅度和相位响应的联合约束,使得自适应后的和差波束逼近静态和差波束主瓣区域的幅度和相位响应特性,进而实现自适应和差波束主瓣保形,克服目标污染等因素造成的主瓣畸变现象,同时保持角度多普勒无耦合的特性.仿真实验验证了所提方法的有效性.

子阵级和差波束形成及测角方法研究

大型面阵采用子阵级波束形成降低了计算量和接收通道数,由于只有一套功分网络,无法有效抑制差波束的副瓣。针对单脉冲相控阵系统,在子阵级采用数字加权抑制差波束的副瓣,使用虚拟子阵差波束的加权系数对子阵级输出进行幅度修正,改善了差波束的副瓣性能。基于对称取反的子阵级差波束形成,提出了改进的基于正弦空间坐标系的和差波束测角误差曲线建立及方法,对不同频率及不同波束指向只需建分别立方位和俯仰各一条误差曲线,降低了查表运算量和数据存储需求。仿真结果验证了本文方法的可行性和有效性。

和差波束频域自适应DPCA技术研究

针对时域ΣΔ-ADPCA杂波抑制能力不足的缺陷,研究了频域ΣΔ-ADPCA算法,并给出了一种快速收敛的自适应增益系数计算方法。频域ΣΔ-ADPCA的优点是通过多普勒波束锐化,在各子波束内分别计算最佳增益系数,从而精确地补偿载机运动和系统误差,提高杂波对消性能。仿真实验结果充分验证了频域ΣΔ-ADPCA的正确性和有效性。

单脉冲和差波束测角的精度研究

精密跟踪雷达中单脉冲测角是一种重要的技术体制,测角精度的好坏将关系到雷达对作战目标的跟踪性能。对于影响系统测角误差的诸多因素展开了较为全面的分析与研究,给出了各种噪声影响的测角误差数学模型。并在此基础上对测角精度有影响的接收机热噪声、目标振幅起伏噪声、目标角噪声、伺服系统噪声和多径传播噪声等因素进行了梳理、仿真,通过仿真结果给出了相互影响关系,文章的结论对于该类系统的设计与使用有一定的指导和帮助作用。

相控阵中频数字和差波束形成技术

单脉冲测角所需的和差波束形成有模拟和数字两种方式。研究了中频数字正交技术,对中频数字化和差波束形成方法进行了比较仿真。结果表明:在中频进行数字和差波束形成可以提高角度估计精度,更方便地获得低旁瓣。

基于和差波束干涉SAR的海杂波抑制方法

合成孔径雷达(SAR)在海面观测及舰船检测领域有着宽广的应用前景,多通道干涉SAR技术能够解决海面舰船检测中的背景杂波干扰问题。将和差波束的双通道结构运用到现有雷达系统当中具有一定的实用性。本文在二维海杂波模型与SAR海杂波回波模型的基础上,提出了一种基于和差波束干涉SAR的海杂波抑制方法。首先采用球不变随机过程法(SIRP)模拟了时空二维相关K-分布海杂波的幅度分布模型,然后基于和差波束干涉SAR系统对海杂波模型进行回波模拟及杂波抑制研究,针对实际中通道间不平衡及海杂波的特殊性质,提出采用自适应杂波抑制干涉(ACSI)进行海杂波抑制,从而实现舰船目标的检测。最后,计算机仿真结果验证了本文处理方法的正确性和可行性。

基于实测和差波束天线方向图的ΣΔSTAP性能分析

基于实测和差波束天线方向图研究ΣΔSTAP的性能,文中详细推导了和差波束天线方向图的空时二维杂波协方差矩阵和ΣΔSTAP算法的最佳权矢量。理论分析和仿真计算结果表明,和差波束低副瓣增益有效抑制了旁瓣杂波,降低了杂波自由度。当杂波起伏或载机速度提高时,杂波自由度增加,ΣΔSTAP算法的系统改善因子凹口相应展宽,慢动目标检测性能下降。ΣΔSTAP算法能迅速应用于机载火控雷达,有效提高慢动目标检测性能。

采用单GPS和差波束接收机的基站天线工参方位角测量技术

蜂窝通信基站天线工参测量中,方位角的测量技术挑战最大。首先介绍了传统的双GPS接收机的差分相位测量法与和差波束天线测向方法,提出了采用低增益和差波束天线和单个GPS接收机进行基站天线方位角测量的方法,介绍了一种差波束天线的设计方案,并给出了差波束天线接收GPS信号的实测结果验证了性能。

基于和差波束测角的角度跟踪仿真研究

飞机、导弹等高速运动载体与卫星系统实时通信过程中,载体的姿态变化,会影响通信质量。为使载体上的相控阵天线始终对准卫星方向,保持载体与卫星正常通信,提出了一种角度跟踪系统设计方案,对系统关键部分的功能进行说明;针对均匀对称的矩形阵列,在单脉冲测角理论和卡尔曼滤波算法的基础上进行研究和改进,提出了基于和差波束测角和自适应α-β滤波的角度跟踪算法,实现了对来波的角度测量与跟踪。通过仿真,对系统测角精度与跟踪精度进行说明,结合算法原理分析影响系统跟踪精度的因素。

和差波束测角在电子侦察系统中的应用

和差波束测角精度由于只采用幅度校准精度限制,在电子侦察中一般仅用于反辐射导引头,在更通用的宽带电子侦察系统中则应用较少。首先介绍了和差波束测向的理论基础,然后设计仿真了四种不同的和差波束天线并分析其优缺点,最后针对对周天线进行微波暗室的角度测量。通过幅度相位联合校准机制,提升了测向精度,为该体制天线在通用电子侦察中应用指明了方向。

耦合渐变槽线天线及其和差波束的矩量法分析

本文阐述一种新型渐变槽线天线 (TSA)结构 ,耦合渐变槽线天线 CTSA。单片的 CTSA除可降低副瓣电平 ,提高增益 ,改善 E面 H面波束的对称外 ,还可通过与之配合的平面印刷奇偶模双工器馈电 ,同时实现和差波束。本文应用空间域矩量法 (Mo M)建立了分析各种 TSA结构的数值模型 ;该方法在没有介质基片的情况下是严格的。本文集中讨论简化 Mo M中阻抗矩阵积分运算的各种技术 ,有效地减小了计算量 ,并获得较高的精度。计算结果与文献结果对比正确。对

遗传算法在和差波束印刷天线中的应用

讨论比较了四种现代优化方法的基本原理和内容。据此选择遗传算法建立了一种耦合渐变槽线天线的多目标优化模型 ,用于设计单脉冲系统的和差波束印刷天线。详细讨论了应用遗传算法的具体步骤 ,经计算得出的天线性能达到了预期的优化目标 ,并得到实测数据的验证。

基于等效和差波束的相控阵雷达宽带信号测角方法

宽带信号可通过提取目标一维像来支持目标识别等需求,在现代雷达中的作用十分重要。然而,由于多散射点目标的宽带回波特性和相控阵雷达的宽带特性,宽带信号的检测与跟踪一直未能很好地在工程上实现。实际装备的宽带脉冲一般在窄带跟踪脉冲的中间插入。在多目标和宽带需求量大的场景下,这种宽窄交替的调度方式极大增加了雷达的资源消耗,削弱了雷达多目标能力。文中提出了一种基于宽带等效和差波束的相控阵雷达宽带信号测角方法。该方法对宽带信号带内多个频点的接收和差波束做等效拟合,形成等效和差波束,进而通过等效和差波束形成宽带角敏曲线。将该方法应用于某相控阵雷达开展飞机和卫星等实际目标探测,验证了方法的有效性。

DBF和差波束测向设计与实现

为了提高对无线电来波方向进行测量的精度和易于工程实现,采用数字波束合成方法形成和差波束的方法和VPX平台可以有效地满足对测向精度的要求。对和差波束的合成原理、测向方法和基于VPX平台的工作流程进行了阐述,对关键技术、核心算法及处理流程进行了详细描述。介绍了设备的硬件体系架构、软件设计、工作流程和实验。实验结果表明,此方法能提高对无线电来波方向进行实时测量的精度、设备运行稳定可靠、易于在实际工程中实现。

一种改进的两维数字阵列和差波束测角方法

针对两维数字阵列和差波束测角需要在不同频点和波位建立误差曲线的问题,提出一种改进的测角方法。该方法将归一化误差信号对频点和波位进行修正处理,在方位和俯仰向分别建立一条误差曲线,减少了对和差波束测角误差曲线的存储要求,适合于工程实际应用。