有源电子扫描阵列雷达与高功率微波武器

有源电子扫描阵列(Active Electronically Scanned Array,AESA)的主要优点是有极快的扫描速率,作用距离远,截获概率低,能跟踪和接战多个目标,特别是AESA的微波武器效应能力,将为定向能武器研究提供另一种有用选择。本文介绍了几种机载AESA雷达系统和采用AESA技术的高功率微波(High Power Microwave,HPM)武器系统,并分析了这些系统的性能、军事用途和发展前景。

基于电子束扫描阵列微焦点射线源的倒置结构Micro-CT成像研究

倒置几何结构CT成像系统理论上具有扫描视场大、图像信噪比好、锥束伪影小等优点,但其多焦点、稀疏角的扫描模式亦会带来投影数据截断、稀疏和局部数据冗余等问题。本文利用电子束扫描阵列微焦点射线源和高分辨率小面积探测器等构建了一种新型高分辨率、大视场的倒置几何结构Micro-CT实验系统(IG-Micro-CT)。针对该系统多焦点、稀疏角扫描模式下的投影数据截断和稀疏等特点,提出一种图像先验约束的全变分正则化SART迭代CT图像重建算法。首先通过仿真实验对图像重建算法进行了验证,并对阵列微焦点数量、旋转扫描分度数量等扫描参数进行优化,最后在IG-Micro-CT实验系统上获得了高分辨的Micro-CT测试图像。实验结果表明,本文提出的算法适用于IG-Micro-CT系统,解决了投影数据截断、稀疏采样和局部数据冗余带来的条状等伪影问题,并验证了IG-Micro-CT这种新型成像方式的可行性。

相频扫描阵列通道幅相测试方法研究

相频扫描阵列具有频扫低成本和相扫控制灵活等优点,被广泛用于军事和民事。该类阵列的增益、相位扫描面波束副瓣等受通道的幅度相位一致性影响较大,需要经过校准补偿以获得高性能波束。准确高效的通道幅相测试方法是进行校准的前提和基础。文中首先分析了组成相频扫描阵列的波导缝隙天线近场区域的辐射特性,得出在柱面波区域进行取样的可行性。在此基础上提出了扫描架逐行移动取样以及中场取样两类共五种测试方法,并给出了程差的幅相补偿方法。计算了各测试方法所引入的系统误差,分析了它们各自的适用场合。最后对比其中两种测试方法在某相频扫描阵列样机中的幅相测试结果,并给出了补偿校准后的波束测试结果,验证了文中所提出测试方法的准确性和有效性。

顺序扫描阵列配置方法研究

对于超宽带稀疏阵列,均匀无冗余阵列具有低栅瓣水平和高方位向分辨率。阵列配置的目的是设计双程阵列,使其单程等效阵列是均匀无冗余的。文中主要配置顺序扫描阵列,证明了若阵元总数大于4,没有均匀无冗余阵列的配置方法。然后给出了一种非均匀阵列配置方法,分析了其方位向分辨率和栅瓣水平。理论与仿真表明,文中提出的方法比与其阵元总数相同的端发多收阵列的栅瓣低。最后,根据所需要的方位向分辨率和栅瓣水平配置了一种实际顺序扫描阵列。

频率扫描阵列的ISAR成像技术

逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)需要发射宽带信号,在与频率扫描阵列联合应用时,由于频率扫描阵列各阵元间馈线产生的相位差不能匹配发射或者接收信号频率的变化,因此该阵列在进行ISAR成像时对信号瞬时带宽有较大的约束。针对上述问题,将频率分集成像技术应用在频率扫描阵列上,通过不同时刻发射不同频率单频信号合成宽带,并且频率变化适用于频率扫描阵列的波束指向调节。该方法既能形成波束指向目标,又可以克服频率扫描阵列发射宽带信号时的限制,完成ISAR二维成像。在建立该方法的基础上,还针对阵列参数与目标航迹参数等对成像的影响进行了分析。结果表明,所提的频率分集ISAR成像技术,可在频率扫描阵列上实现对运动目标的二维成像。

机载有源电子扫描阵列雷达技术发展综述

有源电子扫描阵列（AESA）雷达技术是一种新兴的雷达技术，与传统雷达技术相比？可以实现许多新的功能，具有许多新的特点．上世纪末本世纪初，机载AESA雷达进入使用阶段，AESA雷达的成功应用将带来对传统雷达的一次革命，本文主要介绍TAESA雷达技术及其性能特点？并对世界各国机载AESA雷达发展情况进行了了论述。

基于子阵级非周期的有限扫描阵列研究

对基于子阵级非周期的有限扫描阵列进行研究,采用数值仿真和遗传算法对基于不同子阵规模的非周期阵列进行优化设计,分析4×4和2×2两种子阵规模对接收多波束应用中伴随波束方向图的影响,研究表明子阵规模过大会引起伴随波束方向图的旁瓣抬升,通过减小子阵规模可以避免该问题,论证了设计的基于2×2子阵的非周期八角阵可应用于有限视场扫描相控阵中。

优化的单片机扫描阵列键盘设计

为了用较少单片机IO实现64键盘,通过对矩阵扫描阵列键盘进行优化,设计了一种基于逐行扫描的8×8阵列键盘系统,采用简洁的外部电路并只占用8+2个IO口实现64键盘,给出了详细的设计电路和软件代码,该设计可在10个IO以上的单片机上应用。

美国空军升级F-15E的有源电子扫描阵列雷达

2010年6月10日，波音公司从雷声公司获得了美国空军F-15E战斗机雷达现代化项目（RMP）所需的首部APG-82（V）1有源电子扫描阵列（AESA）雷达（试验型）。该雷达将升级约225架F-15E，升级后的F-15E预计将至少服役到2035年。

光电阵列动态扫描式弹丸坐标及速度测量方法

针对组合光幕立靶结构中存在的探测精度低、光幕不均匀、结构复杂以及靶面拼接时易重合且测速困难等问题,提出一种光电阵列扫描式坐标及速度的测量方法。采用两排式的多个红外发光管等间距分布组成的阵列作为发光阵列且多个光电二极管等间距分布组成的阵列作为探测阵列,发光阵列与探测阵列交错排布无缝拼接构成光电阵列坐标靶。系统靶面分别依次点亮红外发光管和选通光电二极管且以此循环工作呈动态扫描状态。模拟实验表明,x轴和y轴实际测量误差分别为1 mm和1.1 mm,系统的速度实验最大误差为0.13 m/s,表明光电阵列动态扫描弹丸坐标及速度测量方法可行。

三角阵列式组合光幕坐标测量系统的研究

提出一种三角阵列式组合光幕坐标测量系统,以解决传统组合光幕靶在坐标测量中存在稳定性差,结构复杂以及成本高等难题。给出了半光强角为3°的发光元件和探测阵列组成的光幕系统设计方案,分析了系统的元器件选型和光幕搭建中探测阵列的工作原理,推导出了三角阵列式组合光幕弹着点坐标的计算方法。研究结果得出在搭建光幕靶架的长宽为1.1 m时,实际光幕测量范围为1 m×1 m,系统可测量直径大于5.7 mm的弹丸;在仿真与对比分析后表明三角阵列式组合光幕坐标测量系统可行。

用于阵列样品检测的扫描式表面等离子体共振生物传感器

针对阵列样品的定量检测,构建了一种用于阵列样品检测的扫描式表面等离子体共振生物传感器。首先,基于平面棱镜耦合下的最佳旋转轴位置和双棱镜探测光路搭建了阵列扫描式表面等离子体共振生物传感器。然后,计算了可探测阵列样品的点密度。最后,以蒸馏水和浓度分别为5,10,15,20,25,30,35mg/mL的葡萄糖溶液作为待测阵列样品进行了多样品点的表面等离子体共振实验。实验测得阵列样品的共振角分别为73.745,73.919,74.052,74.185,74.306,74.408,74.549,74.660°,显示葡萄糖溶液浓度与共振角线性关系良好,证明了该方法和装置的可行性。该装置对提高阵列样品点密度,实现高精度定量检测具有重要意义。

W波段三维异构集成有源电扫描阵列设计技术

针对高数据率无线通信以及高分辨率成像雷达对毫米波微系统提出小尺寸、高集成度和二维宽角电扫描的需求,传统设计方法和工艺技术难以胜任。探索了可扩展晶圆级相控阵设计方法和工艺技术,解决了W波段低剖面、二维宽角有源电扫描阵列(Active Electronically Scanned Array,AESA)雷达的集成难题。采用三层硅通孔(Through Silicon Via,TSV)转接板堆叠将16颗4通道锗硅(SiGe)芯片与贴片天线单元进行三维异构集成,实现了W波段8×8单元二维有源电扫描阵列晶圆封装。封装尺寸为18mm×19mm×0.93mm,接口形式采用球栅阵列(Ball Grid Array,BGA)。测试结果表明,波束在2GHz带宽内无栅瓣扫描范围可达±45°,实测结果与仿真结果相吻合。研究结果验证了TSV转接板三维异构集成技术是解决W波段二维有源电扫描阵列集成难题的有效技术途径,所采用的“电路-封装”协同设计仿真可作为类似毫米波微系统的设计参考。

新型电光扫描器中光波导阵列特性研究

利用有限差分光束传输法(FD-BPM)详细研究了光波导阵列电光扫描器的核心部件—光波导阵列的传输特性和辐射特性,分析了光波导阵列结构参量对其传输特性和辐射特性的影响.研究结果表明,光波导芯层厚度、光波导阵列的周期、长度和层数对光波导阵列输出面上的光场振幅、相位分布及光波导阵列输出光束主瓣的半峰值全宽度(FWHM)影响很大.通过与其它理论研究的结果进行比较指出,FD-BPM可以很方便地、更全面地描述光波导阵列的传输和辐射特性.另外,在研究光波导阵列光束扫描的基础上,根据光波导阵列电光扫描器的扫描探测要求,提出了光波导阵列结构优化设计的原则.

新型波导阵列电光扫描器特性研究(英文)

利用有限差分光束传输法研究了波导耦合对波导阵列电光扫描器传输特性和扫描特性的影响.结果表明:耦合对其传输特性和扫描特性的影响明显;只有在一定条件下,对其影响才较小,可以忽略.由此可知,在设计光波导阵列结构时,考虑波导耦合效应是至关重要的.进一步,提出了描述光波导阵列电光扫描器的技术指标,并研究了该扫描器的结构优化设计问题.

用于像素阵列扫描控制的低功耗RISCV处理器

在高能物理实验中,需要在探测器范围内准确测量粒子的时间和位置信息,因此需要大型像素阵列。当像素探测器在有限的区域内形成统一的模块时,多控制器互连和像素阵列的控制将变得复杂。文中提出了一种可重构的数字读出系统来克服这个问题。处理器包括三部分:核心模块、通信接口和像素扫描阵列。处理器的核心模块是基于RISCV指令集的低功耗CPU;通信接口能够在核心控制器之间进行数据交换和程序烧录;像素扫描阵列支持256×256像素点,并且扫描面积和像素阈值可以根据不同情况下的要求进行配置。该原型已成功建立并通过仿真验证,130 nm工艺下处理器面积为7.68 mm^(2),在40 MHz频率下的动态功耗为53.0249 mW。

旋转激光扫描共焦荧光检测式毛细管阵列电泳

研制了一种新型毛细管阵列电泳仪———旋转激光扫描共焦荧光检测式毛细管阵列电泳。采用圆形毛细管阵列 ,激光扫描共聚焦荧光检测方式 ,利用了高速直流电机旋转反射镜来进行激光扫描 ,并且加快了采样速率 ;采用旋转编码器获得毛细管的绝对位置并对数据采集系统触发来采集信号 ,并利用研制的 8通道毛细管阵列电泳对酪氨酸、赖氨酸、谷氨酸及天冬氨酸的混合物进行了分离分析 ,获得了良好的分离效果。

浸没式阵列激光扫描直写光刻

介绍一种以显微镜结构为基础的浸没式阵列激光扫描直写光刻系统的光路结构、有效焦深、自动调焦及曝光能量控制的原理和方法。实验系统的有效数值孔径(ENA)为1.83,使用的激光波长为355nm时,在实验室条件下得到的最细线条宽度为65nm。

自扫描光电二极管阵列均匀性较正

在利用自扫描光电二极管阵列 (SSPA)图像传感器进行图像处理的过程中 ,由于图像传感器存在着不均匀性问题 ,影响了图像的质量 ,为此研制了自扫描光电二极管均匀性校正电路。校正电路采用模数转换器 DAC0 80 8、存贮器 2 75 12、串行计数器 4 0 4 0等器件组成。当光强在 10 %到 90 %饱和范围内变化时 ,图像传感器的不均匀度从2 0 %校正到 3%。