基于改进型灰狼优化算法和窗函数加权的稀布矩形平面阵列天线综合

针对在阵列孔径、阵元数目、最小阵元间距等多约束条件下的稀布矩形平面阵列天线优化问题,提出了基于改进型灰狼优化(improved grey wolf optimizer,IGWO)算法和窗函数加权的稀布矩形平面阵列天线综合方法。首先,利用Tent混沌映射、非线性收敛因子、优势狼动态置信策略和对立学习策略对灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法进行改进,增加算法的种群多样性和跳出局部最优的能力。然后,利用窗函数对阵列单元进行加权,生成位置分布矩阵,减少稀疏矩阵优化时间,提高优化效率。最后,利用位置分布矩阵生成稀疏阵列,再运用IGWO算法进行多约束条件的稀布优化。为验证所提方法的有效性进行了仿真实验,实验结果表明,本文方法可以有效提高阵列天线的性能,降低峰值旁瓣电平,对于解决在多约束条件下的阵列分布问题,具有一定的工程意义和参考价值。

电磁透波功能复合材料的研究

介绍了电磁透波功能复合材料的应用环境及性能要求。综述了国内外相关研究领域的现状,展望了电磁透波功能复合材料的应用前景和研究重点。

树脂基电磁透波复合材料研究进展

介绍了电磁透波复合材料性能的具体要求;综述了国内外聚酰亚胺、聚四氟乙烯、氰酸酯和有机硅树脂等树脂基透波复合材料的特性和研究现状,并对其应用前景及关键技术进行了展望。

电弧风洞热/透波联合试验技术研究及应用

介绍了在电弧风洞上发展的一种新型试验技术。针对某型飞行器,了解其在飞行条件下天线窗烧蚀透波特性对于了解及掌握"黑障"问题及通信信号特点至关重要。在电弧风洞内开展热/透波联合试验考核是地面试验考核的最佳选择,但存在若干技术难点。为此在电弧风洞开展热/透波联合试验技术研究,使用半椭圆喷管,改进进气方式,提升能量利用率;改进电弧加热器结构解决了铜离子对测试的干扰;设计定向天线,在关键部位布设吸波材料解决了试验段内微波反射问题;将收发天线均置于试验段内部,保证天线同频振动,解决了风洞启动时天线抖动导致的信号波动;设计水冷箱体解决了天线窗口长时间气动加热下天线的热防护问题。经试验验证,研究内容是有效的、成熟的、可行的。目前该技术已成功用于指导在电弧风洞上开展的数项试验。

SiO_2－Si_3N_4天线窗材料的热学性能和抗热震性能研究

研究了ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４天线窗材料的热学性能和抗热震性能。结果表明，复合材料的热膨胀系数、导温系数、导热系数随Ｓｉ３Ｎ４含量的增加而增大，对于同一Ｓｉ３Ｎ４含量的复合材料，三者均随温度的升高而增大，复合材料保持了ＳｉＯ２基体材料的良好抗热震性。

磁窗天线增强等离子体鞘套透波特性研究

当飞行器以高超声速在大气层中飞行时,周围形成的等离子体鞘套将影响电磁波的传播特性,严重时传输完全中断(黑障)。外加强磁场可以形成"磁窗",有效地增强右旋圆极化电磁波在等离子体鞘套中传播时的透波特性,但是在产生磁窗过程中(例如使用超导产生磁窗)有一系列的问题如磁体的重量和复杂性等需要克服。为解决这一问题,提出了天线和强永磁体一体化综合设计的新思路———磁窗天线。设计出一种圆极化GPS天线,它的表面贴片为对磁场影响很小的镀铜片,接地板为稀土永磁体NdFeB(钕铁硼),永磁体同时也做为强磁场的发生装置。分析了圆极化GPS天线的性能和周围磁感应强度的分布,估算了磁窗天线减缓通信中断的效果,在所研究的情况下,使用磁窗天线可以显著地提高等离子体鞘套的透波特性。

一体化GPS磁窗天线的设计与实验研究

设计了一种用于减缓高超声速飞行器通信中断的、中心频率为1.575GHz、一体化GPS磁窗天线,并开展了静态验证实验。设计的磁窗天线由贴片微带天线和永磁体一体化组成,结构尺寸为100mm×100mm×75mm,并设计了防护结构。磁窗天线的贴片微带天线不会对永磁体磁场产生影响,而永磁体也不会改变贴片微带天线谐振频率;设计的磁场防护装置对天线轴向的磁场强度没有减弱,对非传播方向完全屏蔽,起到了保护作用。针对厚度为25.5mm、电子密度为6×1010~1×1011 cm-3的等离子体,设计的磁窗天线能将1.575GHz电磁波透射系数从-19^-23.5dB提高到-11^-16dB。研究结果表明:设计的一体化GPS磁窗天线能够一定程度减缓电子密度为6×1010~1×1011cm-3的等离子体对1.575GHz电磁波通信影响,且实现了磁窗天线的小型化,并提高了安全性。

天线窗缝隙流传热的实验研究

在马赫数为５．０和７．８，相应的单位长度雷诺数为４．７×１０７／米和３．５×１０７／米气流条件下，测量了天线窗与相邻防热层间缝隙的热流率分布，以研究局部外流场、缝隙尺寸及其取向对天线窗缝隙内热环境的影响。

磁窗减缓等离子体对天线性能的影响

飞行器以高超声速再入大气层返回地球时,飞行器周围形成等离子体鞘套,等离子体会影响电磁波的传播特性,严重时通信甚至完全中断。从理论上分析了外加磁场时电磁波与等离子体的相互作用机理,提出了利用永磁体和螺旋天线一体式的设计方式,即"磁窗天线",并研究了在等离子体环境中螺旋天线和磁窗天线的性能,仿真结果表明,利用永磁体和螺旋天线一体式设计的磁窗天线,可以减弱等离子体对天线性能的影响,这为解决飞行器再入通信中断问题提供了一种有效途径。

非大气窗口毫米波长槽漏波波导天线的设计

设计了一种非大气窗口毫米波长槽漏波波导天线,分析槽的长度、宽度对天线性能的影响,并运用插值法缩减天线槽长,优化天线的性能,减轻天线的重量。优化后的天线具有高增益、低副瓣、窄波束、主波束前倾、E面方向图近似圆形等特点。在结构设计上,采用UG385波导接口连接射频部件,提高馈电与天线的匹配性;同时,对天线内表面进行镀金处理,提高天线表面的光洁度,减小损耗。仿真和测试结果表明,该天线能够满足非大气窗口毫米波雷达对天线的指标要求。

卫星阵馈反射面赋形波束天线窗口效应的研究

随着干扰的日益增多,卫星阵馈反射面赋形波束天线通常希望具有尽可能低的旁瓣电平。然而,当馈元阵口径面面积有限时,窗口效应往往会使这种天线具有较高的旁瓣电平。本文在阵馈反射面天线频域方向性相乘原理的基础上,对这种窗口效应形成的原因和产生的影响进行了分析,并提出了两种能够减小这种窗口效应的窗口函数,最后用一个实际阵馈反射面天线的仿真计算结果证明了这两种窗口函数的有效性和优越性。

基于收发器技术的非接触式角度传感器的研制

为解决任意角度的低成本、小尺寸、高线性度的非接触式测量问题,叙述了一种基于收发器技术的角度传感器的设计原理和特点,分析了该角度传感器的关键器件耦合板的参数设计,提出了正弦耦合窗的概念,给出了制作步骤及其数学模型的矩阵描述。采用幅度-相位转换技术,可减小功率波动、安装未对准度等误差。测角实验表明:在-40～125℃范围内,线性度优于1%。

基于DDS IP核的无线电罗盘天线信号模拟器的设计与实现

为了对某型机载无线电罗盘进行测试与维修,提出了一种基于DDS IP核的通用无线电罗盘天线信号模拟器的设计方法。首先讨论了无线电罗盘天性信号的格式与特点,然后利用FPGA中的DDS IP核来合成符合规范的无线电罗盘模拟信号,并在Lab Windows/CVI平台上开发了上位机软件,实现人机交互功能,可方便、灵活地对输出信号的频率、方位角和调幅系数等参数进行设置。最后用示波器对设计的无线电罗盘天线信号模拟器进行了测试,测试结果表明其各项参数都能达到设计要求,同时精简了硬件结构、节约了FPGA逻辑资源,并且控制更加灵活。

窗函数在波导缝隙阵中的应用

简要阐述了矩形波导缝隙天线的相关理论,介绍了宽边波导缝隙驻波阵的设计方法及窗函数的应用。在所得结论基础上,着重研究将窗函数应用于矩形波导缝隙阵列天线对天线参数的影响。利用Ansoft HFSS高频仿真软件仿真分析得知,窗函数的应用对降低最高副瓣电平以及改善驻波比有指导性的作用。

高功率微波武器对卫星的威胁及防范措施

基于高功率微波(HPM)对电子系统的毁伤效应,重点分析了HPM的两种耦合方式,对前门耦合卫星天线、光学窗口的场强分布和后门孔缝耦合进行初步仿真计算,并对相应的防护措施作了论述。最后提出解决卫星设备抗HPM的思路和研究方向。

THz输能窗及天线一体化结构的研究

提出了一种THz输能窗及天线一体化结构,并利用三维电磁仿真软件对其进行模拟计算。计算结果表明这种结构在0.20 THz～0.24 THz范围内的驻波比小于1.5,而所需蓝宝石窗片厚度为0.3 mm,是已知盒型窗窗片厚度的在2倍。这表明在相同工艺条件下,这种结构可以工作在相同厚度窗片盒形窗的2倍工作频率。此外,这种结构还集成了小型天线,减少了太赫兹源的外围波导系统,方便了使用。

太阳窗口抑制空间激光通信天线在轨热致温度场扰动研究

空间激光通信光学天线对温度场的稳定性和均匀性要求甚高,GEO星载激光通信,受剧烈交变的太阳外热流影响,引起星外光学天线在轨温度场热扰动失稳而缩减光通信时间。为此提出"太阳窗"作为太阳光谱滤光装置屏蔽太阳辐射,结合光学天线系统热设计,基于热仿真分析研究太阳窗抑制光学天线温度场热扰动效能。研究结果表明,基于太阳窗的光学天线系统热控优化设计,抑制光学天线温度场热致扰动效果显著:主镜温度场稳定性提高2.2倍,次镜温度场稳定性提高10.6倍,主镜与次镜温度场均匀性提高约10倍,符合光通信天线温度场稳定性与均匀性指标要求的时长可达24h/d,是不采用太阳窗方案的3倍以上。

相控阵雷达自适应资源调度研究

相控阵天线在计算机控制下能以微秒量级的时间形成和定位雷达波束,完成目标搜索、目标确认、目标跟踪及识别等。为此,需要一种调度策略以有效地分配雷达时间和能量等资源。在分析自适应资源调度设计原则和性能指标的基础上,提出了一种具有时间窗约束条件的自适应资源调度算法,该算法根据事件的优先级、期望发射时间、驻留时间及约束时间窗,能够实现合理地安排一个调度间隔内的雷达事件序列,并对美国地基雷达(GBR)的资源调度进行分析研究,对某型雷达的作战任务规划具有指导意义。

窗函数在相控阵天线平面近场测量中的应用

有限扫描面截断是影响天线平面近场测量精度的主要误差源之一 ,尤其是对于波束扫描的相控阵天线的平面近场测量更是如此。为了减小相控阵天线平面近场测量中的有限扫描面截断误差 ,介绍了余弦窗函数并将其应用到相控阵天线平面近场测量中。计算机模拟结果表明 ,通过对近场进行加余弦窗的数据处理能够有效地减小有限扫描面截断误差。

微波矩形陶瓷密封窗

文章介绍一种大宽窄比的矩形陶瓷密封窗的设计和制作。λ＇＿ｇ为充满介质的波导中的波导波长，工作频率为２４５０ＭＨｚ，模型窗的驻波比小于１．１，漏气率小于１．３×１０￣（－８）ｐａ·ｌ·ｓ￣（－１）。１６只正式窗在“中国环流器一号”核聚变研究装置上２×８路多结波导阵天线中已经受了１００ｋＷ、１００ｍｓ和１５０ｋＷ、１２０ｍｓ微波功率下的运行考验。