相控阵天线有源单元方向图的计算方法

基于弗洛奎定理给出了一种计算无限相控阵有源单元方向图的方法。与传统的基于有源反射系数的方法不同,这种方法不但可以用于计算功率方向图,而且可以计算场方向图,因此可以计算诸如交叉极化、相位信息等更多的辐射特性。通过数值计算结果与仿真结果的比较验证了方法的正确性。

基于有源单元方向图等效法的弹载相控阵天线互耦补偿

弹载相控阵天线单元间互耦会使方向图失真,导引头制导性能下降,提出将有源单元方向图等效法应用到导引头上的相控阵天线方向图计算中。仅第n个天线单元以单位幅度源馈电、其余所有单元接匹配负载,获得消除互耦的有源单元辐射场,利用小型阵列的单元辐射场来等效大型阵列中相似环境下的单元辐射场,进而利用叠加定理计算大型阵列的总辐射场,建立弹载相控阵天线方向图计算模型。仿真和远场暗室实验结果表明源单元方向图等效法可以有效消除互耦对方向图的影响,说明可以应用于工程实践中。

一种考虑互耦计算大型阵列天线辐射和散射场的新方法

为了解决考虑互耦情况下大型阵列天线的辐射和散射场的计算难题,提出一种基于有源单元方向图法结合小阵外推大阵思想的新方法.不同于以往先逐个计算阵列环境中各个单元的辐射和散射场,再利用叠加原理来求得阵列总场的传统意义下的有源单元方向图法.文中通过公式推导,简化了该方法的操作过程,将大型阵列的计算问题转化为两个小型阵列的总场计算问题,不仅大大地减小了计算量,而且避免了逐个计算单元场而带来的操作复杂度.计算结果与商用仿真软件HFSS的仿真结果基本一致,验证了方法的正确性.

一种考虑互耦的脉冲天线阵列快速计算方法

基于有源单元方向图思想,提出了一种可用于计算脉冲天线阵列时域辐射场的快速方法.该方法在考虑单元间互耦的情况下,将大型阵列的时域辐射场计算问题转化为一个小型阵列的计算问题,大大地减少了计算量.采用文中的阵列综合方法,结合有限积分法软件,仅对一个5×5元阵列进行模拟,即可推算出大型阵列的远场方向图,其计算时间不超过全波模拟时的十分之一.计算结果与仿真软件的仿真结果吻合较好,验证了方法的正确性.

安装在曲面平台上的共形阵快速计算方法研究

对于安装在曲面平台上的共形阵列,提出了一个有效的远场方向图计算方法.从远场叠加原理开始,用一个包含单元互耦影响的有源单元方向图技术来描述阵列辐射特性.利用有源单元方向图技术结合坐标转换理论来研究曲面共形阵,将所有的单元划分为不同的部分,将一个大的阵列计算问题分成各类简单的子阵问题的叠加,极大地降低了计算负担.数值结果验证了提出的方法的正确性.

考虑互耦的阵列天线辐射近场近似计算方法

针对大规模阵列天线辐射近场电磁兼容性问题,基于有源单元方向图原理和子阵信息的综合方法计算了大规模阵列天线辐射近场场强的分布。该方法采用等效技术获取大规模阵列天线的端口特性,进一步结合天线单元的远场数据综合分析得到大规模阵列天线的近场分布;计算结果表明,在满足天线单元辐射远场条件下,该方法能够准确计算出大规模阵列天线的辐射近场分布。相较于全波分析,本方法在保证精度的同时,提高了计算效率,并且具有良好的灵活性。通过全波分析的数值算例验证了该方法的正确性。

脉冲天线阵列时域辐射场快速计算的简化方法

采用有源单元方向图思想,在考虑互耦情况下,将大型脉冲阵列天线各单元的时域方向图用相似环境下小型阵列的有源单元方向图来等效,进而叠加计算辐射总场。以此为基础,结合时域辐射原理改进了上述方法。通过公式推导得出:一个大型线阵或大型平面阵的时域辐射场可分别通过两个小型线阵或四个小型平面阵的时域辐射总场计算得到,避免了传统方法中小阵有源单元方向图逐元提取的繁琐操作。采用上述方法分别计算了一个13元线阵和一个11×13元平面阵列,计算结果与软件仿真结果吻合良好,与传统的小阵外推方法相比,直线阵列和平面阵列的计算量分别减少了56.8%和81.17%。

考虑互耦的改进型Vivaldi天线阵列优化设计

设计了一种改进的Vivaldi天线,采用基于指数和椭圆的混合渐变线方法,实现了天线的小型化设计,同时具有超宽带的性能。将该天线沿x轴组成了一个8元直线排列的天线阵列,采用有源单元方向图方法来考虑天线单元间的互耦,得到的阵列方向图与全波模拟结果吻合很好。与微分进化-连续蚁群优化算法的混合算法相结合,通过调整单元的激励幅度,实现了方向图的综合。与切比雪夫综合方法相比,可以获得更低的副瓣电平,同时减小了全波模拟的计算次数,节省了优化时间。