基于小型阵列试验的相控阵单元互耦特性研究

相控阵天线辐射单元的互耦特性对天线整体性能有着重要影响,而互耦与具体单元形式相关,因此模型复杂,难以精确计算和预测。在阵元的小型阵列试验过程中,采用互耦测试的方法,对准八木振子、微带贴片、Vivaldi单元等几种典型宽带相控阵单元的互耦特性进行了实验研究,结果表明互耦对不同类型的单元影响大不相同,对单元特性不仅有传统认为的负面作用,还可能有改善性能的作用,分析结果可供相控阵天线设计时参考;同时,利用测试数据分析了小型试验阵列的规模对结果的影响,提出了小型阵列的规模依据。

一种低交叉极化相控阵单元的设计

利用双面印刷单元电场反相抵消的特性和短路销钉加载的方式,抑制馈电巴伦带来的耦合效应,设计了一种宽带、低交叉极化特性的Vivaldi相控阵单元,单元的交叉极化电平在很宽的角度上降低到了-50 dB的量级,组阵对有源方向图和2个主平面扫描后方向图的交叉极化电平进行了优化分析,扫描过程中,交叉极化并未有明显的抬高恶化现象,扫描至45°波位,最大电平依然小于-45 dB,满足相控阵单元对交叉极化的要求。

一种宽带小型化相控阵单元的设计

设计了一种带自校准功能的宽带小型化的微带vivaldi相控阵天线单元,通过多层板压合的方式实现了天线辐射单元与自校准网络的一体化加工要求,采用在非辐射边增加曲流槽的方法提高了天线在低频段的增益,同时减小了低频驻波,通过增加两单元之间隔离的方式和馈电位置降低了天线宽角扫描的有源驻波,设计的单元在全频带内具有良好的驻波和辐射特性。

S频段大频比双频相控阵天线单元研究

基于双频段相控阵的需求,设计了一种S频段大频比双频相控阵天线单元,提出了采用微带贴片天线和印刷偶极子天线的新型组合,解决了固定阵元间距的工程背景条件下高低频的共孔径问题,并实现了高低频在实空间内均无栅瓣。加工了所设计天线的工程样机,并对其进行了测试。测试结果表明,该双频天线在2.2~2.4 GHz和3.4~3.9 GHz频段内电压驻波系数小于1.8,低频和高频增益分别大于8 d Bi和6 d Bi,3 d B波束宽度分别大于60°和80°。

一种通用的宽带金属相控阵天线单元研究

利用宽带板状巴伦结构设计了一种宽带金属的对称振子相控阵单元天线,天线和馈电一体化加工,结构紧凑牢靠,通过改变地板到到金属振子的距离可方便的改变天线单元的波束宽度,以适应不同平台相控阵对扫描角的需要,通用化程度较高,设计的相控阵单元具有宽带宽角高增益的特点,可满足相控阵通用平台的需要。

利用超宽带技术测试相控阵天线单元移相量

关于相控阵雷达天线性能优化设计中,由于某型相控阵雷达天线单元辐射器和移相器用同轴电缆连接不便于拆卸和分解,用传统的测试方法无法从辐射器端对其直接进行准确测试。设计了一种利用超宽带技术直接从辐射器对相控阵天线单元移相量进行快速测试的方法。采用耦合馈电的方式,把超宽带信号耦合馈电到天线单元上,对输出信号进行采样来测试天线单元移向状态。为了验证改进方法的可行性,搭建了超宽带时域测试系统,对相控阵天线单元移相量进行了测试。通过仿真及实验表明,在一定精度范围内,上述方法可有效对不便于拆卸和分解的某型相控阵天线单元移相量进行准确测试。

大单元间距相控阵雷达防栅瓣跟踪技术

为降低雷达研制及维护成本,越来越多的大型相控阵雷达采用大单元间距的天线阵面设计方案,如何克服大单元间距阵列与生俱来的栅瓣缺陷成为该类型相控阵雷达的关键技术点。常见的研究方向是,通过天线阵面的非周期化设计,在一定程度上降低栅瓣电平。文中从数据处理的专业角度,介绍了一种基于多频验证的防栅瓣跟踪技术,通过改善常规闭环跟踪流程,利用栅瓣的频率特性,在栅瓣存在或者无法彻底消除的情况下依然可以准确区分主瓣栅瓣目标,实现防栅瓣闭环跟踪。实验结果表明:该技术防栅瓣效率高,效果好,具有较好的普适性,对各种类型的相控阵雷达均可起到良好的防栅瓣跟踪效果。

两种应用于宽带阵列天线的阵列单元

介绍了两种应用于宽带相控阵中的阵列单元,分析了每种天线的性能和优点,对天线单元进行了充分的设计、仿真和优化,仿真结果与实测结果基本一致。组成9×9的阵列,并对阵列中单元进行测量,对测量数据进行处理。结果显示出良好的宽带特性,具有较低的互耦等优点,可应用于三坐标雷达系统。

改进的相控阵多普勒计程仪波束形成技术

目前相控阵式多普勒计程仪的基阵体积比活塞式多普勒计程仪已经缩减了很多,该技术只需通过一个收发共用的平面基阵实现信号的发射和接收,可以同时形成4个方向的波束,大大减小了基阵的尺寸,同时还消除了声速变化对测速的影响。但在中深度和大深度多普勒计程仪设备中,换能器基阵的体积仍然限制了其适装的载体种类。以多普勒计程仪小型化思想为核心,分析了密排相控阵多普勒计程仪波束形成技术,对多普勒计程仪进行集成化、小型化设计。针对密排相控阵波束形成技术,比较其发射指向性、声源级、信噪比、系统复杂度与稀疏相控阵的差异。分析表明,在相同频率、相同发射功率以及相同尺寸的条件下,密排相控阵的收发联合响应较稀疏相控阵提高近6 dB。同时在相同测速作用距离的条件下,利用密排相控阵技术可以减少换能器阵元数,从而减小换能器尺寸,达到小型化的目的。

电力通信系统时隙式多通道阻抗测量方法研究

针对电力通信系统通道阻抗太大,存在不能及时合理分配电能,导致电能分配不均匀的问题,为此提出一种电力通信系统时隙式多通道阻抗测量方法,利用主、备方式提升电力系统的可靠性,防止通信信号传输时受到干扰,再通过优先级与通道间的连通方式,构建时隙式系统模型,分析时隙系统通道的优先级吞吐性,通过多通道端口的有源抗测量系统,收集单元相控阵数据,最后分别测量有源端口的参数、阵内单元的互偶以及阵内单元端口的驻波,得出多通道阻抗测量值。实验证明:所提方法可靠性良好,精度较高且拥有较强直观性。