天线阵形变实时感知与调控方法研究

针对共形天线采用天线与平台结构功能一体化设计后,平台变形产生的天线阵精确感知问题,开展天线形变实时感知与调控方法研究。提出一种天线阵实时形变监测与补偿(或控制)系统的设计方法,包括搭建传感器网络以实现天线形变实时精确测量、天线阵形变重构、天线阵形变控制与性能补偿等一系列相关技术途径。

Olen-compton算法在天线阵多波束设计中的应用

由于近地面空域环境中的复杂干扰信号和地杂波反射,以及现有雷达数字天线阵的尺寸限制,在目标搜索中形成的发射波束往往有较高的旁瓣级。为从设计层面有效实现雷达天线波束形成的旁瓣抑制,提出了将Olen-compton波束形成算法结合天线阵面,进行低旁瓣级多波束优化的应用设想。介绍了Olen-compton波束形成算法的原理,通过设置虚拟干扰源并持续迭代的方式抑制旁瓣,研究了16元十字阵的阵列流形矢量及波束图,并以16元十字阵天线为例,进行了分频段多波束设计的仿真与试验验证。仿真与试验结果表明,Olen-compton波束形成算法在2.5~3.5 GHz这一频段,结合16元十字阵天线能够实现-20 dB的旁瓣级抑制能力,证明该应用在S波段的雷达天线设计中具有实际可行性。

有源天线阵波束电扫描新技术

研究了利用互注频锁相技术实现的低成本、高集成度、高效率的新型非线性有源天线阵列,给出了耦合振荡器阵列的幅度及相位动力系统满足的微分方程组,然后针对控制非线性有源天线阵列波束扫描这一实际应用,找到了可以实现有源天线阵列波束扫描的相位动力系统的轨道及振荡器自由振荡频率需满足的条件,并对轨道的稳定性进行了分析,提出了一种不用移相器实现非线性有源天线阵列波束电扫描的方法,最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性。

基于软件无线电的天线阵方向图测量

设计了一种基于软件无线电的天线阵方向图测量实验。在1.5 GHz频段下,手动搭建了一个以单极天线为单元的4元天线阵,并使用两台软件无线电设备USRP 2920分别连接单极天线和天线阵列以作为发射机和接收机。实验将发射机围绕接收机作圆周运动,记录发射天线所在方位角与接收信号的幅值强弱,在极坐标系内即可绘制出天线阵列在水平面内的实测方向图。实验的测试结果与计算结果基本一致。

地面相控阵雷达天线阵面精度保证技术综述与展望

天线阵面精度保证技术是实现地面相控阵雷达系统性能稳定可靠的关键技术之一。本文着力于装备研制和使用的全生命周期,分析了天线阵面设计仿真、制造过程精度实现、静态精度测量调整、以及动态精度监测补偿等全流程的核心技术应用现状,最后展望了该技术的未来发展方向。本文将为地面相控阵雷达天线阵面精度保证技术的深入研究和工程应用提供新的思路和有益借鉴。

实现短波天线阵列亟需解决的问题

介绍了目前常见的几种天线阵列 ,讨论了实现天线阵列所需要解决的一系列难题 ,并总结了几种用于解决这些问题的分析方法 。

基于改进MOEA/D分解算法的天线阵优化设计

针对天线阵列设计需要优化的目标数量多、耗时长且难以收敛的问题,提出一种新的根据拥挤度动态调节邻域大小的基于分解的多目标进化算法MOEA/D。该算法引入一个拥挤参数集合,根据种群拥挤度的排名区间为子问题选取集合中不同的拥挤参数值,根据搜索阶段计算每个子问题的选择邻域和替换邻域,并间隔50代重新进行拥挤度排名计算达到动态调节邻域的目的,以平衡种群的收敛性和多样性。在对比实验中,选取测试函数DTLZ、WFG和直线阵列优化设计问题,将改进算法与其他4种算法进行性能对比。实验结果表明,改进算法在测试函数和直线阵列优化设计问题上表现均优于对比算法,搜索得到的Pareto解集满足天线阵列的设计需求。

某车载高机动雷达天线阵面结构设计

设计一种带有被动翻转天线单元的天线阵面,天线单元通过一种联动机构随天线阵面的展/收状态而实时改变自身状态,以实现高机动车载雷达天线阵面系统的自动架/撤功能,并通过力学仿真分析验证了天线骨架结构设计的合理性。

一种基于四维天线阵改进时序的方向调制技术

四维天线阵能够在保持瞬时方向性不变的情况下使得仅侧射方向合法接收机能够准确接收完整信号,而位于非侧射方向的不期望接收机不能准确接收完整信号。这一保密通信功能的实现不需要引入新的天线结构,也无需使用传统阵列中移相器、衰减器,但是其误码率波束宽度等性能较传统天线阵有所牺牲。提出了一种改进时间序列的四维天线阵方向调制技术。通过合理地设计时间序列,该四维天线阵在实现保密通信的同时,相较于传统天线阵还具有更窄的误码率波束宽度、更高的误码率副瓣、更强的不期望方向混叠效应。此外,引入优化时间序列的四维天线阵还具备结构简单、设计灵活的优势,在保密通信等应用中前景良好。

四维多极化天线阵

针对通信感知一体化应用,利用四维天线阵技术实现了能够同时辐射多个极化波的新型天线阵。该天线阵列由四维天线阵馈电网络和4端口圆环阵列组成。四维天线阵特有的时间调制特性可以在不改变天线结构且不引入移相器的情况下,在中心频率产生垂直极化全向辐射波束,在第一边带产生左旋圆极化定向辐射波束,在负一边带产生右旋圆极化定向辐射波束。相比于传统极化可重构、波束可重构天线,四维天线阵结构简单,且三种极化状态和两种辐射波束可以同时实现,更好地满足多功能一体化系统需求。

弹体上S波段微带共形天线阵

详细论述了弹体微带共形天线阵的设计方法及其工程应用。依据此工程近似方法，研制了一副S波段16单元微带天线共形阵，并给出了实测结果．

8mm边馈式微带天线阵研究

本文对８ｍｍ边馈式微带天线阵进行了理论和实验研究，给出了并馈矩形贴片阵元和馈电网络的设计方法，采用新型的波导－微带正变型转换接头，研制出６４、１２８和２５６单元的三种边馈式毫米波微带天线阵。

一种高隔离度的双极化微带天线阵的理论和实验

本文提出利用双端口的串行角馈方形贴片实现双极化，并设计了一种共面的双极化馈线网络．综合运用多端口网络模型、腔模理论和分片法，给出了单端口、双端口天线单元和双极化天线阵列的理论分析．本方法计算简便，适合于工程应用．实际设计了一副６ＧＨｚ频段的单层天线阵，实验测量的双端口隔离度达－４１ｄＢ，其性能明显优于通常的单层双极化微带天线阵．该面阵结构简单、馈线网络较小。

波导平板裂缝天线阵的设计

利用商业软件HFSS的S参数仿真结果,采用等效网络法对矩形波导宽边纵缝进行互耦环境下的导纳计算;并利用天线远场幅度、相位方向图仿真结果,采用口径场反演方法,对阵中辐射缝参数进行修正。通过设计实例,验证了该方法非常适合于平板裂缝天线阵的设计,有效地提高了设计效率。

数字电视发射宽带天线阵的设计改进

数字电视正在深刻推动广电行业的变革,日益成为信息时代的战略技术,因此在新时代加速发展数字电视发射技术意义重大。为增加带宽,弥补信号衰减,提高辐射效率,保证数字电视可以高质量多频道同时工作,采用合理波束下倾方式,对传统驻波形式的宽带天线进行优化设计和改进。

Mathematica软件在天线阵方向特性教学中的应用

当前,利用虚拟仿真软件强大的图形处理能力,可模拟分析阵列天线的方向特性,化抽象为具体。在介绍天线阵背景知识的基础上,首先分析对比了不同仿真软件的优缺点,重点阐述了Mathematica软件的功能。然后,在推导了N元均匀直线阵阵因子方向函数的基础上,依托Mathematica平台编写了仿真程序,进行了方向函数的参数分析,得到了影响天线阵方向特性的重要因素。仿真结果表明,Mathematica简洁高效,能够实现快速模拟仿真和精确参量分析,可有效提升课堂教学效率。

复杂雷达天线阵面可靠性预计

针对天线阵面树形结构和故障组件分布对系统可靠性的影响,结合应用实例论述了复杂雷达天线阵面可靠性预计的方法。通过分析复杂雷达天线组成和功能的特点,考虑组件分布对系统可靠性的影响,建立了树形结构的可靠性框图,以Monte-Carlo方法开展了天线阵面平均严重故障间隔时间(MTBCF)的预计,并与传统可靠性预计方法进行了比较,得到了较为精确的可靠性预计结果。

遗传算法与FDTD优化设计智能天线阵

研究了遗传算法(GA)和时域有限差分法(FDTD)结合来优化智能天线阵列。采用FDTD精确分析考虑互耦影响的智能天线阵,然后结合遗传算法以信噪比为优化基准对加权向量和天线的结构进行了一体化的优化设计,使用Fortran和MATLAB混合编程,优化设计了均匀直线阵和圆形智能天线阵。最后,通过实验天线验证了其有效性。

基于FLUENT的天线阵面热变形仿真分析

本文以有源相控阵天线阵面为研究对象,从多物理场耦合的观点出发,在流-热耦合分析与热结构耦合分析理论的基础上,采用ANSYS仿真平台,实现一种对相控阵天线进行流-热-结构耦合分析的流程。运用FLUENT求解器,对天线阵面进行流-热耦合计算,以耦合传热作为流固交界面的边界条件,采用适当的离散方法与压力修正算法,得出了在不同热源功率、不同风速下的天线阵面温度场分布。研究结果表明,本文所完成的工作对减小有源相控阵天线的结构误差进而提高其电性能指标具有积极的现实意义。

77GHz车载毫米波中远距雷达天线阵列设计

为了在雷达中实现对中距和长距的探测,首先研究并实现了针对中长距雷达探测需求的天线及其组阵形式,然后通过雷达方程得出天线阵列所需的增益与组阵方式,设计了高增益窄波束和低增益宽波束形式的毫米波雷达天线阵列,最后的仿真和测试结果表明,该中长距雷达天线阵列能够满足77GHz车载毫米波雷达对中距大角度和长距小角度的视野范围探测需求。