卫星多波束天线指向误差对干扰源定位性能的影响

本文详细分析了卫星多波束天线的指向误差对多波束天线的阵列流形和干扰源-定位的影响,并提出一种修正方法,可以在已知天线指向精度的情况下对采用MUSIC算法的得到定位结果进行修正,从而有效提高了卫星干扰源定位的性能.计算机仿真支持了理论分析的结果.     

天马望远镜结构重力变形对面形和指向精度影响

以天马望远镜（简称TM65m）为研究对象,采用仿真与实验相结合的方法,对结构重力作用下主面面形精度和天线指向精度的变化进行了研究.借助有限元软件分析不同俯仰角下结构重力变形,得到主面相应的促动器调整量,将其加载到主动面系统中,经调整后天线效率在俯仰角35°和71°提高了20%.主面重力变形修正后,其顶点位置发生变化,将计算结果转化到指向模型中,得俯仰角由5°旋转到90°指向发生了0.037 99°的变化,与实际指向模型重力误差修正项系数的误差为4%.同时,发现天线俯仰及以上部分结构自重在不同俯仰角下引起俯仰轴弯曲变形,有限元分析得最大挠度为3.2 mm,挠度变化趋势与倾斜仪测量结果一致性较好,由此导致的俯仰指向变化达0.012 14°.因此,合理的结构设计对提高天线精度非常重要.     

基于坐标旋转的天线系统标校技术

现有的标校数学公式只适用于AE座架天线,为实现复杂座架形式天线的标校问题,提出了一种基于坐标旋转的天线系统标校方法。根据特定座架天线的轴系旋转顺序,采用坐标旋转方法推导出包含系统误差的天线指向标校计算公式。把该式作为数学模型,将多组已确定的地理指向角和基座姿态角以及与之对应的座架转角作为样本数据,采用最小二乘法标定出天线静态误差。该方法已经应用在船载卫通AEC座架天线标校,经系统标校修正后的天线指向精度得到了很大提高。     

某型地基相控阵天线指向系统性误差分析

相控阵天线的指向精度决定着雷达系统对目标的探测精度,甚至会影响跟踪、截获目标的成败。以一种地基相控阵天线为例,详细分析了机电混合扫描天线的指向系统性误差来源：1)热形变导致的单元间距误差,2)空气折射,3)伺服机械转动误差,4)天线内部温度场变化等。从理论上分析了上述因素对天线指向精度的影响,并提出了完整的远场误差校准方法和误差修正流程。试验结果表明,误差来源分析准确,所提出的校准方法可以明显改善天线指向精度,从而提高雷达系统跟踪精度和威力,对于地基乃至移动平台相控阵天线的设计与应用具有重要的参考价值。     

应用微粒群算法修正相控阵相位量化误差

针对相控阵天线波束指向受数字移相器量化相位影响而偏离预定指向的问题,从理论上研究了微粒群算法的应用模型,根据随机馈相的基本原理,修正了算法中微粒位置和速度因子的活动范围,计算机仿真的结果验证了该方法的可行性和有效性.     

一种适用于北斗短报文通信的天线波束指向算法

针对北斗短报文通信中载体天线波束指向北斗卫星的问题,该文提出一种天线波束指向算法.该算法根据载体所处的地理位置和姿态,计算出指向北斗卫星的天线波束指向角.根据载体天线的合成波束增益和所处地理位置的北斗卫星波束增益,选择出最优的北斗卫星,并将天线波束指向该卫星.该方法可以保证载体运动过程中,天线合成波束实时指向最优北斗卫星,最大限度地提高了北斗短报文通信性能.     

基于立体方向图和十字跟踪扫描法校准天线指向

针对明安图射电频谱日像仪（Mingantu spectral radioheliograph，MUSER）天线高指向精度动态跟踪要求，同时为降低非理想因素对复杂系统天线指向测量影响，提出校准天线指向的组合方法.先用网格法测量天线的双圆极化多频率通道立体方向图定性评估系统测量链路状态，后对太阳运行轨道进行十字跟踪扫描测量天线指向偏差，再用最小二乘法拟合获得天线指向模型的8个参数.国家天文台明安图观测基地的2台20 m地平式天线将在MUSER系统观测和校准中起重要作用.对20 m天线跟踪指向进行了校准，指向偏差均方根从12'改善到4.4'，验证了方法的可行性，为类似复杂系统的相关工作提供了借鉴和参考.     

高精度窄波束二次雷达指向精度补偿

相控阵天线的指向精度对雷达系统的精度有非常重要的影响。影响天线指向精度的因素很多,包括移相器量化单位误差、TR 单元间的物理结构、安装位置误差等。为了确保二次雷达的量测精度,天线的指向精度必须高于雷达系统的测向精度。本文制定出一种高效的指向误差补偿方案。该方案不仅可以大幅度减小指向误差,而且可以节约修正指向误差时间和人员的投入。     

多板天线“动中通”跟踪波束指向偏差研究

"动中通"系统可以通过接收并比较卫星下传的信标信号强度来调整天线波束指向,从而实现对卫星的跟踪,文中针对多板天线"动中通"系统由于通信内容和信标信号间的频率差异造成的跟踪波束和通信波束指向偏差问题,分析了跟踪波束指向偏差产生的基本原理,提出了一种基于延时线加两级移相器相位补偿技术的误差修正方案,并通过理论推导和Matlab仿真,证实了方案的可行性和有效性.     

高机动三坐标雷达比幅测高误差分析及修正

讨论了比幅测高的基本原理,分析了影响比幅测高精度的各种因素。定量计算了由这些因素引起的误差量。并提出了一种简单易行的修正方法,即根据一次雷达的测高值和二次雷达的测高值计算出天线波束指向的调整量,对天线阵面波束指向进行微调,从而提高了测高精度。由于对天线波束指向的调整在很小的范围内,故对天线的副瓣及波瓣宽度指标的影响可忽略,从而不会影响到雷达系统的其他性能。     

An estimation method for the free-space antenna factor of VHF EMI antennas

A novel numerical method is developed for theoretically estimating the free-space antenna factor of an electromagnetic interference (EMI) antenna, especially for the very high frequency (VHF) range where traditional methods are difficult to apply. It requires conventional EMI antenna calibration such as the standard antenna method to obtain the antenna factor of an antenna under calibration as a function of the antenna height. Then, a nonlinear least-squares method is applied to the calibration results to estimate the free-space antenna factor. It is found that the proposed method can yield more accurate estimates of the free-space antenna factor than the averaging method. Attainable accuracy of this method is better than 0.2 dB for tuned dipole antennas and 0.1 dB for biconical antennas and biconi-log antennas. The paper outlines the theoretical background and the validity of this method, with the attainable accuracy demonstrated using method of moments simulations.     

一种结合遗传算法和HFSS 的天线仿真与优化方法

电磁仿真技术在现代天线设计中发挥着重要作用。讨论了一种结合遗传算法和全波电磁仿真软件HFSS 的天线优化设计方法。采用遗传算法进行天线设计,能够直接设计一种新结构天线,并易于对天线的结构进行调整。在介绍了遗传算法基本原理的基础上,阐述了遗传算法在天线仿真和优化设计中的具体应用问题。通过VBS脚本将遗传算法与Ansoft HFSS 连接起来,对一种电磁耦合馈电的双极化毫米波微带天线进行了优化设计,展宽了该天线的阻抗带宽,天线指标满足设计要求,表明了采用遗传算法进行天线仿真的可行性。     

一种波束切换机载测控天线的设计方法

机载测控天线采用定向波束切换天线,不仅可以提高天线的增益,而且可以提高系统的抗干扰能力。采用全向天线单元组阵、通过简易波束控制实现的波束切换天线,具有电气性能好、控制方法简单和可实现性好等特点。介绍了7单元圆形阵列结构波束切换天线的工作原理以及采用简易相位控制实现波束切换的方法,并给出了天线的实测结果,验证了设计方法的正确性。     

一种基于天线阵转动的旁瓣切除技术

分析了干涉仪阵天线的主旁瓣特性,提出了一种利用天线转动来切除旁瓣的新方法,从而在不增加单独全向天线条件下,有效地解决了天线阵旁瓣切除的问题.实验室测试结果证明了这种方法的有效性.     

有源多波束天线方向图测试方法研究

论述了利用高精度三轴天线测试转台,测试有源多波束天线立体方向图的方法。简述了天线立体方向图的测量程序。给出了用二维坐标表示多波束立体方向图的方法,并简述了利用MATLAB软件对测试数据进行处理获得多波束天线立体方向图的方法,对方向图测试误差进行了分析。最后,给出了某工程有源多波束天线方向图的测试结果。实践证明:该方法是切实可行的。     

阵列天线近场校准方法及在波束形成中的应用

大型相控阵天线阵列由于天线口径很大,给天线远场测试带来很多困难,天线近场测试方法可以有效解决这类问题。本文在实际工程中利用天线近场测试方法对大型天线阵列的幅相误差进行了测试及校准。试验结果表明,此方法可以用于评估阵列天线的一致性。波束形成后,相对于接收机闭环校准,天线误差校准可以明显降低旁瓣,并且测角偏差明显减少,在短波低频段表现尤为突出。     

一种微带开槽小型化飞行器天线设计

本文根据曲流原理,采用微带开槽技术,设计了一种基于传统半波微带贴片天线的小型化飞行器天线。对此 天线进行了天线与天线窗一体化仿真优化。该天线在主要性能指标不变情况下,明显减小了微带贴片尺寸。把这一设 计应用于实际微带天线调试过程中,发现了微带天线开槽调试法,实现了飞行器微带天线的双向调试,提供了一种新 的天线工程化设计思路。为飞行器小型化微带天线设计和调试提供理论参考,具有一定的理论价值和较高工程应用价 值。     

自由空间导线天线辐射模式分析

采用分段正弦基矩量法计算线天线电流,借助分段正弦电流辐射场表达式,将各分段电流产生的辐射场进行线性叠加,进而获得天线总的辐射场。该辐射场利用球面波展开法进行展开,同时采用数值积分方法求取辐射场球面波展开式中各模式的系数值。以3种基本单元天线:偶极子天线、圆环天线以及螺旋天线为例,定量分析了3种基本单元天线的辐射模式,验证了这一方法的正确性。     

倒锥型长波发射天线研究

长波发射天线一般可以看作是顶加载单极天线，常见的天线形式有伞形天线及倒锥型天线。本文以倒锥型天线中最常见的四塔倒锥天线为例，分析了其组成及设计过程中的关键参数选取，并通过数值计算方法给出了一个具体方案；在该方案的基础上，进行了缩比模型试验， 验证了天线设计的准确性，掌握了该型天线的特点和设计方法。     

一种用于卫导站间卫星通信的天线跟踪与自校准方法

本文提出了一种用于卫星导航系统站间卫星通信的天线跟踪与自校准方法,该方法利用卫星导航电文信息计算出卫星准确的方位角和俯仰角用于天线跟踪,相比传统的天线步进跟踪方法,不会出现跟踪失败的情况,提高了天线跟踪的可靠性,并在进行天线跟踪的同时,完成了天线指向的自校准工作,减少了人工维护工作量。