超增益低频接收基阵仿真研究

研究一种具有超增益性能的单向水听器作阵元的基阵的性能。为改善海水中信号的精度和分辨率,对小尺度阵列稳健的波束形成方法进行了研究。采用不同的算法,求出相应的权矢量,从而得出不同条件下的波束图及阵增益。通过比较优选出所需的权矢量,完成波束形成器的设计。通过仿真比较了四种不同的波束形成算法,分别得出不同信噪比条件下小型化线列阵的波束图。通过对基阵的波束图、增益及稳健性等特性的研究,分析比较了几种波束形成方法的优缺点。仿真结果表明,改进的白噪声增益约束法既可获得高的增益,又具有好的稳健性。

基于QPSO的智能天线声阵列自适应波束形成算法模型研究

提出了一种基于量子粒子群算法(QPSO)的智能天线声阵列自适应波束形成算法模型,该模型应用QPSO对阵列天线半径和阵元初始相位进行调整,进而控制智能天线声阵列的波束形成,使天线波束主瓣对准期望声源信号方向,零陷对准干扰信号方向,并形成最优的增益主瓣和旁瓣的峰峰比.Matlab仿真结果表明,该模型增强主瓣方向增益约10 d B,降低噪声方向增益约3.75 d B,有效提升了系统通信能力和抗干扰能力,并且在扫描角度上呈现普适性.

相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响

为了研究相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响,首先对通道误差进行了建模,并推导得出通道间幅度误差对波束指向的影响不大,但会使波束方向图的主瓣增益降低,旁瓣电平升高;相位误差不仅会使波束主瓣增益降低,旁瓣电平抬高,还会引起波束指向偏差,最后用Matlab对此结论进行了仿真验证。

基于HIS的低剖面宽角扫描相控阵天线设计

本文设计了工作于1.9~3.2 GHz的宽波束宽带蝶形偶极子,增加四分之一波长短路柱,改善匹配拓展阻抗带宽,将蝶形偶极子组成一维八元线阵,研究波束扫描角度和阻抗带宽。此外,设计了一种矩形HIS(High Impedance Surface)单元并研究其带隙与同相反射特性。将HIS加载到阵列上,利用HIS的同相反射特性降低其剖面高度。同时,由于HIS对表面波的影响,将相控阵的扫描角度进一步拓展。结果表明,加载HIS比未加载HIS相控阵扫描至±60°时的主瓣增益和副瓣电平分别提高了3 dB和12 dB,并且交叉极化鉴别率XPD(Cross Polarization Discrimination)可以提高13 dB,加载HIS的相控阵在主瓣增益下降3 dB以内可以达到±65°的扫描角度。

一种相控阵天线的FSS天线罩设计与分析

为一相控阵天线设计了频率选择表面(FSS)天线罩。通过对比分析原相控阵天线与引入不同结构FSS天线罩后天线/FSS系统的增益方向图,设计了FSS的单元结构类型和FSS天线罩的尺寸;同时,以天线/FSS系统副瓣电平最低为目标,优化了在相控阵天线扫描角为0°时,天线平面与FSS天线罩的距离参数,完成了相控阵天线/FSS天线罩系统的设计。以此为基础,对比分析了相控阵天线扫描工作时,加入FSS天线罩前后,相控阵天线的增益方向图,研究了有限尺寸FSS天线罩对相控阵天线的增益、主瓣电轴方向、副瓣电平以及瞄准误差等性能的影响。

频率分集阵列接收机结构设计及方向图分析

针对频率分集阵列(FDA)存在的发射方向图与接收方向图不聚焦、波束时变等问题,给出了三种FDA阵列接收机设计方案.在接收机设计中,基于频域滤波器和正交波形设计,实现了接收端各阵元信号的分离,解决了发射方向图与接收方向图在期望位置不聚焦的问题;通过二次下变频,消除了接收方向图的时变项,解决了方向图的时变性问题.理论推导及仿真结果表明该接收机结构的双程方向图处理增益、主副瓣比及主瓣驻留时间等主要性能指标均优于相控阵结构.