机载分布式智能蒙皮波束综合算法研究

针对机载智能蒙皮天线孔径共形和分布化的特点,开展了基于Broyden族算法的波束综合优化研究。算法以最小化副瓣电平为优化目标,通过K-S函数连续化处理,实现低副瓣波束赋形。通过不同的加权方式对算法的有效性进行了验证,相与遗传算法(genetic algorithm,GA)等随机优化算法,本文算法收敛速度快,能够避免陷入局部最优,适用于大规模非均匀共形天线阵列,具有较高的工程应用价值。

智能蒙皮天线的体系构架与关键技术

区别于传统天线设计方法,提出了一种新的智能蒙皮天线设计架构,探讨了实现智能蒙皮天线的关键技术。通过在射频功能层采用可重构技术和在后端采用信号处理的方法,实现了智能蒙皮天线的波束自适应,解决了传统天线仅仅依靠信号处理方式来实现天线波束自适应的局限。分析了智能蒙皮天线的封装功能层、射频功能层以及控制与信号处理功能层的实现措施。最后针对新一代航空平台的应用需求,进一步探讨了智能蒙皮天线的关键技术和实现方法。

新兴智能蒙皮天线技术

区别于传统相控阵天线设计技术,本文探讨了智能蒙皮天线新技术。给出了智能蒙皮天线的内涵,提出了智能蒙皮天线的体系构架。从未来新一代战机的军事需求和战术性能入手,详细地分析了智能蒙皮天线的封装功能层、射频功能层、以及控制与信号处理功能层的实现方式。针对新一代机载平台的应用需求,深入地研究了智能蒙皮天线的关键技术和实现方法。

机载预警雷达天线发展趋势及关键技术

综合性预警探测多功能一体化系统是下一代机载预警雷达的一种必然趋势,它要求天线阵面具备多功能、与平台一体化的特征,实现超宽带、多频段性能,并能在硬件资源上支撑数字智能化的系统体系架构。文中首先分析了机载预警雷达天线阵面的发展趋势和国内外研究现状,继而分析了目前机载预警雷达天线系统的关键技术,阐述了相应的技术实施途径和核心问题,提出部分解决方案。

智能蒙皮天线分布式设计研究

探讨智能蒙皮天线分布式设计总体方法,采用结构功能一体化天线设计技术,实现智能蒙皮天线的子阵单元设计,然后研究空天飞行器的智能蒙皮天线分布式布局、分布式体系架构以及功能实现。最后探讨智能蒙皮天线分布式波束综合方法,通过合理调用智能蒙皮天线子阵单元数和多空天飞行器联合资源整合,实现智能蒙皮天线的波束自适应;每个子阵单元均采用方向图可重构技术,实现智能蒙皮天线的高增益宽角域扫描,解决经典相控阵天线在大扫描角度上阵列增益损失过大的缺陷;在宽带分布式阵列波束合成上,采用基于数字延时的子阵波束合成方法,解决智能蒙皮天线分布式波束合成与对准。这些方法为进一步研究智能蒙皮天线奠定了技术基础。

面向智能蒙皮天线电补偿的位移场重构

智能蒙皮天线能够将集成微带天线和传感元件嵌入到各类武器平台结构中,不仅具有电磁收发和力学承载性能,同时还具有服役状态感知与性能自适应功能。为了解决蒙皮天线因结构变形导致的电性能恶化问题,文中提出了一种嵌入光纤光栅的智能蒙皮天线结构,并利用模态分析和状态空间理论,从少量光纤光栅测量的应变实时重构天线结构的变形位移场。通过研制的智能蒙皮天线结构变形实验系统,验证了变形位移场重构方法的有效性。该位移场重构方法为智能蒙皮天线电补偿系统的研制奠定了基础。

蒙皮天线的浅介质腔体散射特性分析

随着隐身技术的不断发展,天线雷达散射截面(RCS)的缩减成为实现低散射平台电磁隐身特性的关键。蒙皮天线是天线RCS缩减的重要技术方向,而腔体散射又是蒙皮天线难以避开的问题,因此,介质浅腔的RCS缩减是实现低RCS天线的重要保障。通过仿真软件FEKO对浅腔、介质及介质浅腔的散射特性进行研究,得到了介质浅腔散射随介质浅腔深度呈现单调变化的条件,给出了一种具有低RCS值的菱形介质浅腔设计方法。该方法利用天线电性能及介质浅腔隐身性能对介质板厚度呈现单调变化的特性,在满足天线驻波比要求的基础上,通过尽量减薄介质基板的厚度实现介质浅腔RCS的缩减。实测结果表明,通过上述方法设计的介质浅腔的RCS得到了接近10 d B的缩减效果。

3D打印在智能蒙皮天线中的应用发展

以智能蒙皮天线的特点与需求入手,简述了3D打印在智能蒙皮上的优势及必要性,重点论述了基于3D打印的智能蒙皮天线架构及可行的3D打印技术途径以及重点研究方向。针对智能蒙皮天线的曲面共形电路结构功能一体化制造这一关键技术,论述了在电子电路3D打印材料体系研究、多材料一体融合曲面共形打印技术、立体高密度微细流道3D打印后处理、基于3D打印的结构功能一体化适应性设计等方面的技术差距,并提出了相应的研究思路。

一种基于可重构机理的微带天线RCS缩减技术

提出一种基于可重构机理的微带天线RCS缩减技术,该可重构微带天线的微带贴片和地板全部碎片化,并通过MEMS开关连接.仿真结果表明:在观测频带内,该可重构微带天线RCS峰值较传统微带天线的平均缩减5.8 d B,在典型频点上,最大缩减20 d B,该可重构微带天线在低RCS智能蒙皮天线方面具有较大的研究潜力.

结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验

结构功能一体化天线能够将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构中,它既可作为力学承载的蒙皮结构,又可作为收发电磁波的微波天线,在未来武器装备中具有巨大的应用前景。这种天线具有结构和电路的高度集成以及服役环境苛刻等特点,现有方法难以满足其设计制造。文中针对结构功能一体化天线的机电耦合机理问题,提出了一类阵列天线结构因素对电性能影响的混合建模方法。结合理论分析和试验数据,建立了该类天线的机电耦合模型,发掘了典型结构因素对电性能的影响机理。通过天线样件的力电性能实验,验证了机电耦合机理的有效性。本研究成果可应用到结构功能一体化天线的设计制造领域中。

一种低剖面可调谐共形蒙皮天线设计

提出了一种带空气背腔的低剖面可调谐的共形蒙皮GPS天线。该天线基于背腔微带缝隙天线,通过渐变微带线实现耦合馈电和阻抗匹配,通过减小空气背腔深度以及在天线馈电网络和天线阵面连接的位置加入微带并联开路支节实现低剖面设计,通过调节支节的长度实现天线谐振频点可调。该蒙皮天线剖面高度约0.03?,仿真结果显示,该天线实现了超过±20 MHz的驻波谐振频率偏移,并且在频率偏移过程中驻波小于2的带宽均大于20 MHz。本工作为共形蒙皮天线设计提供了技术基础,适用于低频段隐身机载窄带天线设计。

基于NURBS的反射面天线曲面建模及仿真验证

自由曲面不能通过解析表达也无法由简单曲面组合而成,不能直接建模,文章提出一种基于NURBS的复杂反射面天线曲面建模方法,通过给定的型值点对反射面天线进行曲面重构,反算NURBS曲面控制顶点和权因子,并用蒙面法构造NURBS曲面,针对环焦天线模型分别用NURBS建模和CST建模,并在相同的仿真环境中进行对比验证。结果表明NURBS曲面建模技术用于反射面天线的建模设计中具有可行性,最后给出一个NURBS建模的复杂椭圆波束天线设计实例。

一种确定磁环天线最佳接收效益线圈参数的方法

研究了用于雷电测向的正交磁环天线(OMLA)的低频电磁脉冲接收特性,提出了一种确定磁环天线接收效益达到最佳时线圈参数的方法。实验通过测量不同参数磁环天线对低频电磁脉冲信号激励下接收到的感应电动势,分析了影响正交磁环天线接收特性的参数,包括线圈尺寸、匝数等。引入频率比例系数η、集肤效应损耗系数K_(j)和邻近效应系数K_(x),理论计算了不同参数磁环天线对低频电磁脉冲信号激励下10~400 kHz分频率信号的接收效益分布。结果表明,用此方法可确定不同参数正交磁环天线接收效益达到最佳时的线圈匝数。

无人机智能蒙皮天线技术

介绍了无人机智能蒙皮天线的概念、原理，详细阐述了其功能组成，分析了其关键技术和解决途径，并对我国当前发展该项技术的策略进行了探讨。

基于改进型共面波导UHF RFID小型化抗金属标签设计

设计了一款基于改进型共面波导的UHF RFID小型化抗金属标签。为增加标签天线阻抗宽带以及实现RFID抗金属标签小型化,将共面波导馈线弯折并在弯折处与共面地连接;同时在天线两端添加短路通孔,将天线上层贴片与背板金属相连,进一步缩小标签尺寸。该标签采用FR4基板设计,结构紧凑,尺寸大小为48 mm×25 mm×1.6 mm。实际测试结果与仿真结果比较吻合,实测加载金属地板状态下实测最大识别距离为3 m。

瓦片式直升机智能蒙皮雷达技术研究

介绍了当前直升机载雷达面临的问题,进行了关于智能蒙皮技术发展现状的研究,提出了一种基于瓦片式数字子阵的直升机智能蒙皮雷达方案,给出了关键技术的解决思路。

飞机高度表天线安装阶差优化改进实践

针对某型飞机高度表接收天线安装于飞机机腹时,其安装框外平面与机腹蒙皮外表面间存在0.5mm~2.5mm阶差的问题,从高度表天线结构、安装支架、飞机蒙皮外形、装配工艺等方面分析阶差产生的原因,对比分析了打磨高度表天线安装框、带应力安装、改进安装支架3种方案的优缺点,决定采用优化安装支架的方案。加工生产新的安装支架并进行装机测试,经过测量,安装阶差由最大2.5mm降低到了1mm,安装阶差得到有效改善。

趋肤效应对天调设计的影响

本文论述了趋肤效应的原理，由于趋肤效应的存在，天调对射频信号的损耗主要集中在电感线圈上，根据趋肤效应的原理，通过计算，为天调设计提供理论依据。

基站天线板设计原理分析与制作方法

文章从基站天线板的长度设计、阻抗设计、频率及介电常数方面进行了原理及制作难点分析,并分别对制作难点进行控制,通过工艺开发成功制作了单元尺寸为1789.47mm×178.00mm的天线板,实现了良好的超长天线板产品。

一种基于超材料的方向图可重构天线应用设计

针对无线通信系统中方向图可重构天线的需求,提出了一种基于超材料的全向、定向辐射方向图可快速重构的天线设计方法。通过在传统全向偶极子缝隙天线上应用超材料的蒙皮设计,调节超材料结构中的变容二极管偏置电压,对其电磁波辐射特性进行调控,实现了天线的方向图快速重构。该天线是超材料在通信领域的重要应用验证,在军事无线战术通信系统等领域具有广泛的工程应用推广价值。