基于遗传算法的低副瓣阵列天线综合

为得到更低副瓣的方向图,建立16单元线天线阵和32×32单元面天线阵遗传算法模型,并对这两类阵列天线方向图进行综合。将综合仿真结果与Chebyshev、Taylor两种传统综合方法进行比较。比较结果表明,遗传算法优化方向图的第1副瓣电平可达-40 dB,且优化效率比传统方法高很多。为遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用提供了技术支持。

二维固态有源相控阵失效单元补偿新方法

提出二维固态有源相控阵失效单元补偿的新方法 ,该方法基于失效单元矩形切割和线性规划方法。可适用于有源阵列多单元任意失效分布的实时补偿。在保证失效补偿后两主平面副瓣性能完全恢复的情况下 ,用线性规划方法对空间平均副瓣进行了优化。由于采用实数算法 ,仅需对非失效单元的幅度进行调整。

大型阵列天线辐射的近似分析

将散射矩阵推广到阵列天线的辐射分析当中,推导出阵列天线辐射计算基础理论公式。该公式综合考虑了天线与馈电系统的失配引起的反射、天线单元之间的互耦效应以及天线单元在阵列当中和位于自由空间的辐射特性的变化。采用算例验证了该计算公式的正确性,根据阵列单元的辐射特点和S参数特点,提出了大型阵列辐射场的近似计算方法。以此为基础采用泰勒馈电设计了副瓣电平低于-30dB的大型阵列天线。

一种毫米波低副瓣微带天线阵列的设计与仿真

针对降低毫米波段微带天线的副瓣电平,提出了一种角馈方形微带贴片天线阵。在分析毫米波频段阻抗变换段与传输线之间存在不连续而导致阻抗失配和设计频率偏移这一突出问题的基础上,确定了馈线与输入阻抗、谐振频率的关系,利用HFSS软件优化馈线和阻抗变换段的宽度,实现了阻抗匹配和天线谐振频率的调整。仿真表明,设计的6×10元谐振式角馈方形微带阵列是一种低造价、实用性强的低副瓣电平毫米波天线。

超低副瓣天线平面近场测量取样方式的新准则

采用实验的方法给出了用平面近场技术测量超低副瓣天线时收发天线之间的近区测试距离以及取样密度的选取准则 ,提出了超低副瓣天线测量对测试系统温度漂移的要求 ,并给出了满足系统温度漂移要求的测试方式。依据新的选取准则 ,实测了最佳角锥喇叭和波纹喇叭天线的 E面方向图。测试结果说明 ,该选取准则具有良好的重复性 ,且重复精度为 60 d B± 2 d

高增益低副瓣圆极化微带天线阵的研制

以工作频率为4.14 GHz,5单元圆极化微带天线阵为研究对象,研制出了与馈电网络为一体、具有圆极化特性的微带天线阵。利用不等幅馈电网络实现了天线方向图的低副瓣,采用枝节匹配技术解决了圆极化微带天线阵与馈电网络为一体的工程实现较为困难这一技术难题。在此基础上,研制了天线阵实验样机,并对实验样机进行了测量,实验结果表明;该天线阵具有良好的圆极化特性和低副瓣特性,进而说明了该方法是有效可行的。

低副瓣智能天线阵型研究

由于智能天线所处电磁环境的特殊性 ,实现低副瓣特性及快速波束赋形尤其重要。本文从阵型角度出发 ,计算了圆阵中心阵元、圆阵层数及阵元密度分布对于降低副瓣的作用 ,并分析了球面阵列的辐射特性 ;所得结论可供智能天线的阵型设计参考。

低旁瓣十六元缝隙微带天线阵的设计

工作频率为3．4～3．6GHz的低旁瓣十六元微带缝隙天线阵的设计方法，应用微带缝隙天线的理论及馈电方式设计天线阵元。通过谢昆诺夫单位圆辅助分析法对天线阵进行优化设计后，可实现天线增益为17．6dBi，而上侧第一副瓣电平能够达到-18dB，与同类产品相比是比较先进的。天线在Wimax宽带无线局域网接入中应用，具有良好的性能。借助Ansoft HFSS仿真软件对天线进行了仿真，仿真结果和实验结果基本一致。

机载相控阵火控雷达天线阵面原位修调方法研究

机载有源相控阵雷达交付后,天线阵面在使用过程中会出现组件级或子阵级故障。修复后,因外场条件有限,天线阵面无法进行幅度和相位的校准。文中提出了机载有源相控阵雷达天线阵面的组件级和子阵级的原位修调方案,并对原位耦合线修调后的波瓣结果进行了试验验证。该方案具有快速、精确、不需离位等特点,易于工程实现,满足用户需求。

一种X波段波导缝隙天线的设计与仿真

给出了波导缝隙天线设计步骤,设计一种X波段波导缝隙天线,计算了天线口径、波导数量、缝隙的单元数量、宽度、位置等参数,设计半高波导宽臂耦合谐振缝魔T和差器,在此基础上完成了天线设计。仿真结果表明,当中心频率为12 GHz时,和波束增益为28.9 dB,第一副瓣电平为-22.2 dB,所设计的天线形式可获得较好的和、差波束方向图、电压驻波比和增益等参数。

文化算法应用于阵列天线方向图综合

介绍了文化算法在阵列天线方向图综合中的应用,以降低线天线阵的最大相对旁瓣电平为优化目标,对线天线阵的方向图进行了优化设计。并给出了基于实数编码的文化算法实现步骤。文化算法所具有的双层结构特性,使其在问题求解过程中能够利用经验知识来指导搜索过程,从而具有较好的全局寻优性能。通过计算机仿真,证明该算法所获得的天线方向图最大相对旁瓣电平低,并且具有较快的收敛速度。

多频段环焦型椭圆波束天线优化设计

针对小口径低剖面天线的多频段、低旁瓣和高效率的需求,提出一种基于切割赋形环焦天线和非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline,NURBS)曲面的环焦型椭圆波束天线的综合优化设计方法.该方法首先采用样条函数将一维口面场参数化,针对赋形切割环焦天线进行第一次快速优化设计;然后,用NURBS曲面将优化后的天线主副反射面再次参数化,引入多目标优化差分进化算法,以天线效率和第一旁瓣为优化目标,对该环焦型椭圆波束天线进行第二次优化设计.应用该方法设计并加工了一个410 mm×720 mm的环焦椭圆波束天线,工作频率覆盖了Ku/K/Ka三个频段,天线总效率达到49%以上,第一旁瓣低于–14 dB,电压驻波比小于1.44∶1.实测结果和全波仿真结果吻合良好,验证了本文设计方法的有效性.

毫米波宽带低旁瓣一维扫描相控阵天线分析设计

为实现毫米波一维扫描相控阵宽带低旁瓣设计,在分析全波矩量法的基础上设计了带宽大于10%、增益19dBi串馈阵列天线.以串馈阵列天线为辐射单元,设计了8通道一维扫描相控阵天线,利用数字波束形成技术对8通道输出的基带信号进行处理,得到以4°为扫描步进值18波束辐射方向图,其增益为26 dBi、旁瓣电平-30 dB、带宽大于10%.天线结构简单、成本低、波束控制灵活,有利于一维扫描相控阵天线宽带、低旁瓣、小型化、轻量化的发展.

超宽带相控阵天线的低副瓣设计

探讨了在超宽带相控阵列天线上实现低副瓣的工程设计方法,提出了采用多阶量化幅相加权的方法实现发射阵和接收阵的低副瓣设计,并在一维线阵上给出了优化设计结果。结果显示该方法具有较好的低副瓣特性及工程应用参考价值。

低副瓣任意波束直接合成算法研究

在传统阵列天线波束赋形设计中,通过对阵元天线辐射方向图进行幅度相位加权,获得阵列合成方向图.通常阵元激励幅度相位权值的获取,取决于优化算法对目标方向图和阵列合成方向图的对比,通过对阵元激励幅度相位进行大量随机选参后,获得优化结果.由于算法通常是基于相关的阵元方向图,且算法中缺乏副瓣抑制机制,使得方向图合成效率不高且副瓣效果通常不理想.该文设计了一种任意波束直接合成算法.该方法首先在阵元方向图的基础上获得一组互相独立的高增益窄波束(自由基波束),然后基于此波束进行方向图的直接合成,使波束赋形问题统一到基于自由基波束权值运算的范畴内,对波束赋形问题进行了统一,避免了未知参量的随机优选过程,极大提升了阵列天线波束赋形设计的效率.同时在自由基设计的过程中结合了副瓣抑制机制,且这种副瓣抑制机制与波束赋形过程互相独立,使合成波束的副瓣天然地具备了低副瓣的特征.

一种超低旁瓣天线设计的研究

通过对雷达信号空间谱的分析和变换获得空域的加权系数 ,利用得到的加权系数对阵列天线各单元信号进行加权后再叠加 ,可设计出一种超低副瓣的雷达阵列天线 。

有源相控阵天线近场测试方法研究

天线测试是有源相控阵雷达设计中的重要组成部分,介绍了平面近场测试系统的搭建和测试方法,以及利用平面近场测试系统的口面场进行反演,从而快速测试出有源相控阵雷达天线波瓣的相关性能,实测某Ku天线副瓣电平低于-25dB,扫描指向精度,增益等指标满足设计指标要求,为完成宽带有源相控阵天线的性能测试提供了有效的方法。

宽频带双极化低副瓣偏馈抛物面天线

介绍了一种宽频带双极化低副瓣天线的设计、加工方法和测试结果。采用馈源偏置的方法来减小副瓣,采用波纹喇叭实现天线双极化的要求,并且采用双椭圆切割抛物面来增加天线的效率和减小方位主波束宽度。天线的理论分析与实验结果吻合较好,优于所需的技术指标要求。

低旁瓣反射面天线设计

反射面天线设计在追求高增益的同时,往往也要求天线具有较低的旁瓣水平,以防止对其他系统产生干扰;通过分析不同天线形式反射面天线旁瓣的影响因素,研究了低旁瓣反射面天线设计时参数选取原则和方法,总结了低旁瓣反射面天线的设计方法;给出了一个实际工程应用的超低旁瓣双偏置反射面天线的设计实例和性能仿真计算,天线仿真的口径效率优于59%,旁瓣优于-40 dB,验证了分析与设计方法的正确性,该方法可用于指导低旁瓣反射面天线的工程设计。

基于AMAGA的天线波瓣综合

提出了一种新型的混合遗传算法—基于排序的主动变异型退火-遗传算法(AMAGA),描述了相控阵天线部分单元仅相位加权降低副瓣方法,并将量化效应考虑在内,避免了量化所带来的误差,计算结果可直接工程应用。部分单元仅相位加权降低副瓣比满阵相位加权更具有可实现性和灵活性。最后给出仿真实例,分析了不同加权单元数的天线性能。