双基地MIMO雷达发射阵目标角度估计

提出一种双基地MIMO雷达概念,并讨论了目标角度测量问题。分析表明:使用正交波形的双基地MIMO雷达,能利用接收阵列获取的回波信息,实现目标相对于发射阵的角度估计。这一特性是常规双基地雷达不具备的,它为改善双/多基地雷达目标位置测量精度增加了新的信息。文中给出了两种具体的角度估计实现方法,并用仿真实验验证了方法的有效性。

基于FFT的双基地综合脉冲孔径雷达发射阵校准

本文结合高频岸-舰双基地综合脉冲孔径雷达(SIAR)的特点,利用接收到的直达波信号以及全球定位系统(GPS)测得的接收站位置信息,提出基于FFT的发射阵增益、相位以及位置误差校准方法.仅存在增益和相位误差时,校准需已知一个接收站方位;增益、相位和位置误差都存在时,需要三个接收站方位.文中推导了对这三个接收站方位的要求,研究了接收平台运动和存在多径效应时的校准方法,分析了GPS角定位误差对校准的影响.计算机仿真表明了该方法对发射阵的增益、相位以及位置误差具有良好的校正性能.由于无需精确校准的辅助阵元或方位精确已知的辅助信源,并且运算量小,该方法易于工程实现.

强耦合发射阵的电磁兼容分析

对于强耦合有源相控阵,其阵中单元存在共模和差模两种辐射模式,为减小共模辐射对发射系统的干扰,本文从奇偶模理论出发,对阵中单元天线的辐射模式进行分解,得到与发射系统输出相关的奇模阻抗和奇模辐射功率,其意义在于实现了强耦合阵列端口两种有源阻抗分离,从而为单元端口匹配提供了理论支持;本文最终以3×3强耦合阵为例,用一种180°混合巴伦对耦合天线奇、偶模进行物理分解,并进行了阻抗匹配设计,实验结果表明,该方法有效降低了系统中的共模干扰,对一般有源阵列电磁兼容分析及工程应用具有参考意义。

宽带多波束发射阵的误差分析与性能测试

给出一维多波束发射阵的功率方向图和等效辐射功率表达式，并采用数值计算方法，对喇叭存在幅度、相位误差，阵元失效时发射阵功率方向图各项指标的变化进行仿真计算，得出一些有益于发射阵设计和维护的理论指导结论。最后对正常情况和部分阵元失效时的功率方向图及等效辐射功率进行测试比较，实测结果与理论计算的趋势完全一致。

提高多波束发射阵合成效率的方法分析

对影响多波束发射阵合成效率的各种因素进行详细分析,通过对相位、幅度、频率和功率四种影响因素的分析,从相位均衡、幅度均衡、频响均衡和功率补偿四个方面出发,提出了提高多波束发射阵合成效率的有效措施。

微波稀布阵雷达发射阵列的幅相误差校正

建立了微波稀布阵综合脉冲孔径雷达发射阵列的幅相误差模型,研究了基于近场窄脉冲和基于远场直达波的2种幅相误差校正方法:前者通过近场天线接收不同频率窄脉冲并进行通道分离、频谱分析等处理后提取幅相误差;后者通过远场天线接收直达波并在去调频后再提取幅相误差。前者运算量较小适用于工程实现;而后者运算量较大,在接收站定位精度较高时这种方法可获得较高的估计精度。仿真结果表明2种方法均能较好地估计幅相误差。

有源相控阵与多波束发射阵的应用分析

给出有源相控阵与多波束发射阵的辐射有源功率方向图及ERP计算公式,并详细对比了有源相控阵和透镜多波束发射阵(MBAT)的应用特点,得出若干对比项中,有源相控阵均优于多波束发射阵的结论。但是,用于接收阵中,透镜多波束比有源相控阵又有新的不同优势。期望这些对比结论能够有助于雷达及干扰系统设计师完成发射分系统的设计选型,或者对整个雷达和干扰系统的方案选择报告能够有所帮助。

Pekeris波导中垂直发射阵的阵增益快速估计

为了利用单换能器的声强级估计垂直发射阵的声强级,研究了Pekeris波导中快速估计发射阵增益的方法。首先,基于等效深度简正波理论,计算了Pekeris波导中垂直发射阵的平均声强,进而得到用模态阶数求和表示的发射阵增益的表达式。然后对模态阶数用积分代替求和,并对引入的误差进行修,得到3/2次方衰减场区发射阵增益的快速估计表达式;有效声影区声场由于只剩1阶简正模态,可直接简化得到发射阵增益的快速估计表达式,在海底参数未知时可用海深近似代替等效深度来估计有效声影区的发射阵增益。计算机仿真和海上实验得到的阵增益快速估计误差均小于1 dB,验证了快速估计方法的有效性,这一发射阵增益快速估计方法可以为工程应用提供参考。

参量阵扬声器系统的超声发射阵指向性研究

在参量阵扬声器系统中,需采用若干个压电陶瓷超声换能器单元组成换能器发射阵,换能器单元的数目和排列位置会对发射阵的指向性产生影响。通过改变换能器数目及之间的相对距离,模拟了超声发射阵的空间指向性。与实测结果进行了比较,验证了在设计超声发射阵列时,此模拟方法的可靠性和实用性。

适用于主动拖曳发射阵的通信总线设计

主动拖曳发射阵工作环境苛刻,对功率模块的可靠性要求较高,需要合适的通信总线对发射阵内各功率模块进行实时监控。文章提出了一种适用于主动拖曳发射阵的通信总线方案,该总线方案能在复杂电磁环境下无误码通信,实现对各功率模块的状态监控。通过拖曳发射阵湖上和海上性能试验,验证了该总线方案的可行性和稳健性。

有源多波束发射阵运用特性

多波束发射阵很好地解决了高增益和宽广角覆盖之间的矛盾,能提供很高的ERP,并具有宽频带和多目标特性。采用罗特曼透镜馈电的有源多波束辐射阵特别适用于ECM系统,本文针对它的一些主要运用特性进行了比较详细的讨论。

多波束发射阵集中供电电源控制保护新技术

简述多波束发射阵集中供电电源控制保护功能的要求,扼要介绍国外已经采用的新技术.分析了集中供电时行波管螺线电流检测的难点,并推荐一种可行的检测方案.

由多波束发射阵常见故障引出的思考

针对多波束发射阵常见故障的现状,结合多波束发射阵在生产制造和使用中出现的情况,重点讨论了在发射阵安全设计和使用设计上存在的一些容易被忽视的问题。并对问题进行探讨分析,同时给出参考处理建议。目的是最大限度地降低行波管的损坏率,提高发射阵的可靠性和稳定性。仅对发射阵在安全设计和使用设计中存在的典型问题做个探讨。

参量相控发射阵的研制

本文介绍参量阵在信息传送、水下电话、海底剖面测量等应用的近年发展,以及参量相控发射阵在提高参量声呐性能方面的潜力:阐述矩形参量相控发射阵的设计和性能计算,给出测试结果。所研制阵的两个原频声波频率分别为f_L=41～45kHz,f_H=46～49kHz。差频声波频率f_N=3～8kHz。波束宽度θ_(-3dB)=6.7°,随f_s变化很小。在f_s=7kHz时,差频声源级SL_s超过186dB,参量增益G约为-41dB。在相控信号激励下,差频波束与原频波束同步扫描,在相控角θ_0不大时(θ_0≤12°),θ_(-3dB)几乎不随θ_0变化,当θ_0=12°时,SL_s平均下降2.2dB,可满足多波束发射的需要。

混凝土结构安全检测的声发射阵列传感器系统设计

设计8阵元声发射(acoustic emission,AE)均匀圆阵传感器系统,针对大型混凝土板内部缺陷(声发射源)进行检测,并在此传感器系统基础上,分别用常规波束形成法(conventional beam forming,CBF)和最小方差无畸变响应法(mini-mum variance distortionless response,MVDR)对混凝土板内部AE源进行测向仿真分析,MVDR算法比CBF算法有较高的角分辨率。在混凝土甲板上(3 m×3 m)进行实验,结果表明CBF算法测向出现混淆现象,不能确定AE信号的入射方向,而MVDR算法较好地辨别出AE信号的入射方向,但与模拟AE信号源方位相差2°左右。

基于二重帕累托理论的共形极化阵同时发射多波束动态组阵

共形极化阵列各阵元的各向不一致性使得波束形成须根据波束指向进行组阵才能获得较好的功率增益合成。当阵列进行同时波束形成时如何通过组阵使得各波束性能都较好,复用阵元的归属是一个难点。针对这一问题,提出了一种基于二重帕累托理论的同时发射多波束动态组阵(simultaneous multi-beam dynamic array formation base on dual Pareto theory,SMDAF-DP)算法。该算法首先将基于帕累托最优理论的多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法应用于共形极化阵,分别对每个波束指向进行组阵获得优选阵列;然后,针对各波束优选阵列中的复用阵元分配问题,提出了一种基于帕累托最优理论的多元粒子群优化(multivariate particle swarm optimization,MPSO)算法,通过实数优化的方式判断粒子位置,确定复用阵元最终的归属;最后,考虑波束指向分布疏散和密集的情况,对算法进行仿真验证。仿真结果表明:相较于现有算法,本文所提算法在保证阵元不复用的基础上能使各个波束形成更优的发射方向图。此外,在波束指向较为密集的情况下本文所提算法相比于现有算法仍具有更优越的性能,具有一定的稳健性。

基于概率约束的超声相控阵输煤机工伤缺陷检测

输煤机常处于复杂且恶劣的运行环境中,对其外部探伤过程中,存在信息缺失和遮挡干扰,当前以固定阈值为基础的探查方法容易忽略出现各类工伤缺陷的概率波动,单一阈值很难描述这种概率波动,导致检测效果差。针对上述问题,该文提出超声相控阵技术下输煤机工伤缺陷检测方法。分析输煤机工伤缺陷事件类型,计算设备工伤缺陷事件发生概率。以缺陷概率为约束条件,基于超声相控阵列的几何参数,计算平面和凸面超声相控阵聚焦声压,确定回波信号的数据深度。遍历发射阵元和发射通道,通过比较设定阈值的幅度、信号峰值、谷值,判断输煤机是否发生工伤缺陷,实现工伤缺陷检测。实验结果表明,所提方法能够准确检测到输煤机中的所有工伤缺陷。

强耦合发射有限阵列的匹配网络研究

为研究匹配网络对强耦合发射天线阵列性能的影响,以网络散射理论为基础,在发射耦合天线框架内给出了含匹配网络参数的阵列效率表达式,讨论了网络参数对阵列性能的影响,从而为强耦合有限阵列性能分析提供了条件。最后以3×3有限强耦合平面天线阵为例,计算结果表明,在有限强耦合阵列单元端口增加匹配网络可以改善阵列边缘效应,但采用多种网络参数方法在进一步提高阵列效率方面效果不明显。本文理论和方法为研究强耦合发射阵列特性提供了便利和条件,同时对工程实施和应用具有较强的指导意义。

用于HL-1M装置LHCD的多结发射天线阵

采用对天线阵主要物理参数优化设计的方法，研制出了用于ＨＬ－１Ｍ装置ＬＨＣＤ实验的兆瓦级多结发射天线阵。研制出的天线阵为双层密封窗２×１２多结型天线阵，投入使用后经受住了大功率微波的考验，已成功地用于ＨＬ－１Ｍ装置的ＬＨＣＤ实验。

室内可见光通信多阵元发射天线优化设计

基于一种新的白光LED发光模型,对室内可见光通信系统多白光LED阵元发射天线进行了优化设计.分析了多阵元发射天线的阵元分布、阵元光轴极角、阵元层间距、阵元数目等参数对室内光功率分布的影响,给出了设计参数的优化选择方法和原则.并通过控制发射光功率的方法,实现了光功率分布为平顶形的多阵元天线设计.通过仿真和实验研究验证了所提出的优化设计方法.