发射方向调制信号的多波束调制技术

为了使单天线接收机通过接收解调信号能实现通信和方向测量功能,提出了一种多波束调制的概念.它利用双波束或多波束的空间特性来实现数字调制和方向调制.设计了一个六元线天线发射阵列,将中间的四元天线两两成对激励,形成双波束,用双波束调制实现数字通信和方向粗测,然后对大间距的二元天线用不同的相差激励,形成有错位的多波束,用多波束调制实现数字通信和方向精测.仿真结果表明这种多波束调制实现了在调制信号设计层面上的数字通信与测向的深度综合.

基于介质波束调制的高增益喇叭天线设计

根据光程相等原理,推导了介质体表面赋型曲线方程。赋型介质体内嵌于方形喇叭天线口面上,构成一种效率较高的介质赋型喇叭天线。利用HFSS仿真软件,对介质赋型喇叭天线的电场分布、远场方向图特性及喇叭结构参数对天线增益的影响等方面作了分析研究。研究表明,赋型介质体内嵌于喇叭口面内,可将普通喇叭天线内传输的球面波调制为平面波,提高了喇叭天线的最大增益。测试结果表明,普通喇叭天线在14.0GHz频点处的口面效率为22.3%,15.0GHz频点处的口面效率为27.45%;经赋型介质体调制后,喇叭天线14.0GHz频点处的口面效率提高到33.9%,15.0GHz频点处的口面效率提高到60.5%。

高纬电离层调制加热辐射波特性分析

基于2017—2019年我国利用欧洲非相干散射(European Incoherent Scatter,EISCAT)科学联合会加热装置开展电离层调制加热的实验数据,分析获得了高纬度电离层调制加热激励ULF/VLF电磁波辐射特性.实验采用自然电流调制和双频双波束调制两种加热模式,分析两种加热模式下加热功率、加热波极化、辐射频率和地磁扰动对ULF/VLF电磁波强度的影响.研究结果表明:激励辐射波强度与加热功率近似成正比例关系,自然电流调制和双频双波束调制激励辐射波的功率比例系数分别约为1.7和2.1;相对O波极化方式,加热波采用X极化波更有利于激励ULF/VLF电磁波辐射;随着辐射波频率的增加,辐射波强度先增加后减小,自然电流调制激励辐射波强度最大值出现在2 kHz附近,双频双波束调制激励辐射波强度最大值出现在8~14 kHz;自然电流调制加热激励辐射源强度依赖于电离层中自然电流的大小,而双频双波束调制激励辐射波强度与自然电流强弱相关性较小.最后,针对目前电离层调制加热的热点问题-双频双波束调制加热形成ULF/VLF辐射源到底处于电离层中什么位置,采用实验和理论相结合的分析方法,对比两种加热模式激励ULF/VLF电磁波传播特性的差异,结果表明双频双波束调制模式辐射源的传播特性更加符合辐射源位于F层情形.

电离层调制加热产生极低频/甚低频波定向辐射的理论分析

通过低电离层调制加热能够产生极低频/甚低频(ELF/VLF)波.基于调制加热理论,并引入相控阵天线思想,建立了通过双波束幅度调制模式(DAM)和圆形几何调制模式(CGM)产生ELF/VLF波的定向辐射模型,并通过与实验数据的对比验证了模型的正确性.据此模型,采用HARRP加热阵参数,对比分析了上述两种定向辐射模式与常规幅度调制模式(AM)之间的特性差异,并研究了调制频率(fELF/VLF)和加热波束与垂直方向倾角(ψ)对各模式的影响.结果表明:相对AM模式,通过合理设置初始相位、f ELF/VLF和ψ,DAM模式和CGM模式在实现ELF/VLF信号定向辐射的同时还可以提高其辐射强度,相对AM模式,CGM模式信号强度最大提高约11.3 dB.