微波新技术在现代相控阵雷达中的应用与发展

随着应用需求的不断发展和变化,相控阵雷达朝着超宽带、多功能、高性能和高集成的方向发展。为了适应这些发展需求,微波技术作为相控阵雷达重要的技术基础,也必须不断向前发展。本文首先论述微波技术与相控阵雷达之间的关系;接着介绍微波新技术在现代相控阵雷达中的典型应用,涵盖新型相控阵天线技术、新型收发组件技术、高性能微波固态发射技术、高集成综合馈电网络技术、射频隐身技术和微波光电子技术等多个方面;最后分析微波新技术在相控阵雷达中的应用前景和发展趋势。

X波段馈源输出窗高功率微波击穿实验装置

为了开展高功率微波（HPM）馈源输出窗介质击穿实验研究,设计了一种组合型X波段高功率微波（HPM）喇叭馈源击穿实验装置。装置采用变张角喇叭与可移动介质输出窗组合的结构,通过调节变张角喇叭口面与输出窗间的距离,使得介质输出窗内表面电场强度可调。数值模拟结果表明：在满足馈源喇叭驻波比小于1.15,E面和H面基本等化的情况下,当调节变张角喇叭口面与介质输出窗距离在0-400 mm范围内变化时,HPM馈源输出窗上的电场强度变化为32.6-87.0 kV.cm^-1,满足了在真空度3×10＾-3Pa、脉冲宽度20 ns条件下,HPM介质击穿对电场强度变化的要求。根据数值模拟结果,设计加工了HPM介质击穿实验装置,并成功地应用于GW级HPM馈源输出窗介质击穿实验研究。

超低副瓣天线近场测试关键技术探讨

文中就超低副瓣天线近场测试所涉及的若干关键技术和直接影响测试计算精度的各类误差源进行了探讨 .特别对有关的误差分析补偿方法作了全面的阐述 ,提出了具有理论研究和工程实用价值的见解 .通过在西安电子科技科技大学研制的近场测试系统上的计算机仿真和实验研究 ,结果表明 ,只要进一步提高测试系统的硬软件精度 ,并进行严格的误差分析补偿和诊断调整 。

三镜波束波导在高功率微波天线中的应用

通过对波束波导馈电卡塞格仑天线工作原理的分析,论述了波束波导在高功率微波辐射天线中的应用及设计方法,重点介绍了一套利用波束波导馈电高功率微波辐射天线。该天线利用由三面反射镜组成的波束波导对一个由两个抛物面镜组成的双反射面天线进行馈电,实现了波束的快速扫描。该天线工作在X波段时,功率容量大于1GW,天线增益大于50dB。

平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用

为克服无线通信系统间相互干扰,采用频带抑制技术对共面波导馈电圆形单极子天线进行改进,设计出一副具有双阻带特性的超宽带天线和一副用于无线局域网/全球微波接入(WLAN/WiMAX)系统的三频段天线.通过在圆形贴片底端加载两条多边形槽线,实现了3.29～4.00 GHz和5.29～6.00 GHz抑制频段的超宽带天线,阻带覆盖了WLAN/WiMAX应用频段.在三频段天线的设计中,综合采用五边形槽线、调谐枝节和扇形槽加载技术,对频带进行阻断和控制.实测三频段天线的工作频带为2.25～2.80 GHz、3.3～3.8 GHz和5.1～5.9 GHz,覆盖了WLAN/WiMAX系统的应用频段,并在其余频段具有良好的频带抑制特性.所设计的两幅天线均具有可调的工作频段,适合复杂环境中对无线通信系统相互干扰的抑制.

高功率微波天线增益测试方法研究

介绍了几种天线增益的测试方法,并根据高功率微波(HPM)天线的特殊性,提出了一种窄脉冲激励下HPM天线增益测试方法。利用直接功率测量方法,将窄脉冲信号源作为发射信号源,通过标定不同脉冲宽度下接收天线的最大接收功率,开展实验研究,测得窄脉冲条件下天线的增益值。测试结果表明:在脉冲宽度大于25 ns的微波脉冲激励HPM天线时,天线增益测试结果与连续波条件下天线增益测试结果相同。

模式滤波技术在平面近场天线测量中的应用

为了修正平面近场测量中的多次反射误差,介绍了模式滤波修正技术在平面近场测量中的应用,提出了一种合适的模式滤波函数.推导出模式滤波修正技术的相关公式并进行了数值仿真,仿真结果表明通过利用模式滤波技术对平面近场天线测量结果进行后处理能够有效地改善测量结果.

一种贴片阵列天线散射减缩的新技术

引入贴片天线单元渐变开槽的方式来设计低散射阵列天线。通过对不同的单元开不同尺寸的槽,在等幅度馈电的情况下实现远区辐射场的低副瓣特性。对开槽贴片单元进行散射减缩预估,然后将该方法应用于1×9渐变开槽贴片阵列的设计中,与传统阵列天线的单元形式完全一样,采用不等幅馈电实现泰勒远区辐射场相比,该方法不仅实现了远区辐射场的低副瓣,而且实现了天线模式项散射场的低副瓣,同时又兼顾了结构模式项散射场的散射减缩,从而有效地实现了阵列天线的低散射特性。测量结果与原始阵列进行比较,证明了该方法的有效性。

无相位近场天线测量技术

研究了利用天线近场幅度信息重构天线远场特性的无相位近场测量方法.该方法使用线极化探头在被测天线近场区两平行平面上采集场的幅度数据,通过迭代傅里叶变换算法复原一采样面上各采样点场的相位数据,然后通过近远场变换得到被测天线的远场特性.通过理论研究和仿真实验表明,无相位近场天线测量技术可有效地重构天线远场,同时,合理地选择迭代初始相位将有助于提高算法的收敛速度和精度.

基于NURBS建模技术的迭代MoM-PO方法分析电大尺寸平台天线方向图

本文采用基于非均匀有理B样条(NURBS,Non-Uniform Rational Bezier Spline)曲面建模技术的物理光学方法结合矩量法(Method of Moments-Physical Optics)分析位于电大尺寸平台附近天线的辐射方向图.文章推导了基于有理贝齐尔曲面的物理光学散射场计算公式.采用驻相法计算有理贝齐尔曲面上的物理光学感应电流积分.利用物理光学散射场迭代矩量法区域的电压矩阵.通过与传统平面片建模的物理光学方法的计算结果对比,说明本文方法的有效性和优点.

机载预警雷达天线发展趋势及关键技术

综合性预警探测多功能一体化系统是下一代机载预警雷达的一种必然趋势,它要求天线阵面具备多功能、与平台一体化的特征,实现超宽带、多频段性能,并能在硬件资源上支撑数字智能化的系统体系架构。文中首先分析了机载预警雷达天线阵面的发展趋势和国内外研究现状,继而分析了目前机载预警雷达天线系统的关键技术,阐述了相应的技术实施途径和核心问题,提出部分解决方案。

采用微波移相网络实现PSK调制的新技术

提出了一种采用数字微波移相系统实现相移键控(PSK)的技术,用现场可编程门阵列(FPGA)控制下的微波移相器对射频载波进行移相的方法实现PSK调制.新设计可以实现2,8,16,32,64进制的PSK调制.该技术应用于天线阵系统时能够采用同一个调相网络同时实现PSK调制和波束合成.采用新技术制作的无线发射系统的实测表明,该系统的移相误差小于1.2°,误码率低于10-5,达到了常见的正交调制PSK实现技术的误码水平.新设计不需要常见的正交调制PSK实现技术必需的正交调制器和混频器,简化了系统,降低了成本。

天线阵微波和数字波束形成的联合结构与算法

研究了一种适用于平面天线阵的数控微波相移波束形成和数字波束形成的联合结构与算法,并对其进行仿真、测试。这种结构由微波硬件、数字控制硬件和数字信号处理器组成,其中数控微波相移系统采用了开关控制移相设计,射频信号通过微波移相系统完成俯仰面微波波束合成,经过下变频后在中频数字化,然后采用基于FPGA和DSP的数字波束形成自适应算法进行来波的方位角估计和水平波束合成。讨论了联合结构、数学模型、测向原理和波束形成。通过具体的设计和仿真验证结构和算法。仿真和测试表明移相误差小于0.7°,副瓣电平低于-14dB。

扫描波束天线无相位近场测量技术

以寻找高频扫描波束天线近场测量方法为目的,提出了一种结合差分进化算法和迭代傅里叶变换算法的双平面无相位近场测量方法.首先用线极化探头在近区采集正交方向切向场幅值信息;其次使用差分进化算法寻找合适的初始迭代相位;再利用迭代傅里叶变换算法对一扫描面上的相位进行还原;最后使用采样幅值和还原相位结合近远场变换理论求得天线远场方向图.为验证方法可行性,以对称振子天线阵为模型,对不同扫描角时的测量过程进行仿真,均获得良好结果.

渐近波形估计技术结合矩量法分析圆形振子天线阵列阻抗

应用渐近波形估计 (AWE)技术结合矩量法 (MOM)分析了八元圆形振子天线阵列的阻抗特性 .采用矩量法求解天线阵列的电场积分方程 ,得到某一频率的电流分布和导纳 ,通过Pade逼近获得任意频率的导纳 ,从而得到天线阵列的频带特性 .计算结果表明AWE能逼近MOM计算结果 ,同时可大大加快计算速度 .

HP85301B天线测量系统幅度和相位稳定性的实验研究

在超低副瓣天线测量的研究工作中,对测量系统的幅度和相位的稳定性有严格的要求,本文用实验的方法研究了HP85301B天线测量系统的幅度和相位稳定性,并讨论了影响系统稳定和系统的幅度及相位突变的几种可能的因素,给出了解决问题的思路。

浅析有源相控阵天线的内监测技术

有源相控阵天线内监测系统具有受外界环境干扰小、可快速展开工作的优点,越来越适用于现代雷达的使用需求。内监测技术可以实现超低副瓣有源相控阵天线的校准。文中对有源相控阵内监测技术进行了研究,阐述了内监测系统的功能、设计原则、基本原理和硬件组成,介绍了耦合器的主要实现形式,提出了基于近场的耦合比测试方法和基于耦合比的监测校准方法,并分别给出了提高精度的措施。测试结果表明,应用内监测技术校准后的天线性能与近场实测结果非常吻合,对于相控阵天线研制有一定的工程指导意义。

新型开关型FSS天线罩技术进展

现有绝大多数天线罩都还是功能单一、非智能的,近年来,伴随着技术进步和工程需要,多功能、智能化天线罩研究正在悄然而起,主要归于对付高功率微波武器和抗电磁干扰以及隐身的需求。然而,智能化天线罩设计难度很大。文中简单介绍了新型开关型天线罩的研究现状和进展,期待设计出未来的智能化天线罩。

基于5G移动通信天线技术的研究生教学改革研究

伴随着通信产业的飞速发展,新技术涌现层出不穷,为了跟上社会时代的变化,研究生教育教学中,5G移动通信天线技术教学被提上日程,以满足社会对研究类型人才的需求。由于5G移动通信天线技术是新技术,教育界对其研究处于发展阶段,无论是教学内容还是教学方法等都需要进一步提升,才能够满足移动技术研究生型人才的需求。本文针对目前研究生5G移动通信天线技术教学中存在的问题以及不足,从教学改革方向以及人才培养目标入手,探讨如何实现5G移动通信天线技术的研究生教学改革,提高5G移动通信天线技术教学质量以及人才培养质量。

在散射条件下对电磁极化技术的实验研究

由于在散射环境中存在比自由空间多2倍的极化独立空间信道,故在被给定的点下有6个可区别的电和磁的极化状态(而不是通常假设的两个),可获得额外信道容量.根据短波移动通信散射环境不断改变的特点,通过测试螺旋天线(终端加鞭天线)接收综合极化信道的话音质量与距离的关系,比较了同频率同距离(200 km以内)条件下,螺旋天线、斜拉天线和双极天线的话音质量的差异,这3种不同极化天线的话音等级均在1以上,表明在载体上接收的电磁极化方向不再是单一的水平极化波或垂直极化波.提出了一种能够接收有6个可区别的极化状态的多极化天线系统模型,在散射条件下,能充分利用不同极化的独立空间信道收发同一信息,提高了短波移动通信的可靠性.