相控阵天线指向精度试验研究

本文用统计的方法对多套相控阵天线的试验结果进行分析．根据测试数据．对本相控阵天线指向精度误差产生的原因做出分析．指出了相控阵天线指向精度随机误差产生的主要原因是生产和装配带来的．系统误差主要来自天线单元方向图影响的结论。     

相位误差对相控阵天线影响分析与改进

为减少相位误差对相控阵天线的影响,介绍了相控阵天线数字移相器相位量化误差产生的原理,分析了相位量化误差对相控阵天线波束指向精度和天线波束性能的影响。为改善这一情况,提出采用递推比较补偿馈相法代替传统的确定性馈相法,通过对2种方法进行比较分析,证明在不改变硬件的条件下,递推比较补偿馈相法能够减少相位量化误差的影响,降低波束指向误差的极大值和均方差,提高相控阵天线的指向精度和波束性能。     

相控阵天线指向测量误差分析及消除方法研究

电扫波束指向精度是相控阵天线的核心指标之一,对波束指向进行准确测量是对系统工作能力进行评估的必要手段。文中以某相控阵天线为例,详细分析了几种外场波束指向测试中常见的外部误差。通过理论分析建立仿真模型,计算分析以上因素对天线指向测试的影响,并提出一种在波束指向测试过程中消除误差的优化方法。经试验比对,所提出的优化方法可以明显降低测试误差,提高测试结果的准确度和可信度,对同类型天线的外场测试和系统性能评估具有重要的工程参考价值。     

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。     

相控阵测控技术（三）：相控阵连续闭环角跟踪的随机误差

针对相控阵角跟踪的特点,分析了相控阵中不同于机扫天线跟踪的特殊误差,包括测角子阵合成信噪比、相控阵扫描特性、电轴与指向轴不重合、基线长度、量化误差、多径干扰、阵风等误差源对相控阵相位和差单脉冲角跟踪随机误差的影响,给出了它们的数学表达式,并对相控阵相位和差单脉冲与幅度和差单脉冲角跟踪的热噪声误差进行了比较。     

相位量化对MLS相控阵天线波束指向影响的研究

分析了MLS相控阵天线量化波束指向误差形成机理;介绍了相控阵天线的几种常用的馈相方式,详细讨论了各种馈相方式对量化误差的影响,并通过仿真定量地给出了在每一种馈相方式下量化波束指向误差的大小;建立亍存在初始相位误差的相控阵天线系统的量化误差模型,通过对模型的仿真求解给出了实际系统中量化误差的大小。     

相控阵天线相位误差对波束指向的影响

本文介绍了影响相控阵天线波束指向的因素,对相位误差对波束指向的影响,从几个方面进行了定量分析计算,并提出了提高指向精度的随机馈相技术。     

关于相控线阵天线系统误差的分析

本文旨在分析用同一相控阵天线探测目标和导弹时的波束指向误差，从而提出提高波束相对指向误差和测量精度的办法。     

随机相位误差对相控阵天线的性能影响

为了对随机相位误差对于相控阵天线波束指向精度和副瓣电平的影响进行分析,以一维均匀直线阵为模型,采用概率统计的手段对波束指向误差的数学期望、方差和峰值副瓣电平进行了推导,并对此结果进行了计算机仿真验证和比较.仿真结果表明,理论公式推导得到的结论与仿真实验的各项结果吻合良好.     

相控阵天线的光电轴匹配探讨

详细分析引起相控阵光电轴不一致的各种误差来源，给出解决这一问题的方法，并把理论计算结果与某一相控阵天线的测试结果做了比较，验证了此方法的正确性及可行性，为提高其它各指向角的指向精度奠定了基础。     

通信天线信道容量机电耦合建模及阵元位置灵敏度分析

以相控阵天线为代表的下一代通信基站天线正在向着高频段、高增益、高密度、高指向精度方向发展,机械结构因素对通信系统信道质量的影响与制约越来越明显、机电耦合问题越来越突出.为有效保证复杂环境下5G/6G通信容量目标的实现,本文针对通信基站相控阵天线的机电热耦合问题,建立了融合阵元位置偏移、姿态偏转及温度分布等因素的基站天线信道容量机电耦合模型,可据此快速评估射频器件发热环境下通信指标退化情况;构建了阵列天线电场强度与信道容量对阵元随机位置误差的灵敏度模型,分析比较了不同工作条件下各阵元随机位置误差对通信指标的影响规律.     

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。     

舰载平面相控阵天线安装倾角的设计方法

利用舰载惯性导航系统提供的姿态信息,对处于静态和动态姿态下的舰载平面相控阵天线的波束指向变换进行了分析,得到了平面相控阵天线的扫描角。在此基础上,以相控阵天线最大扫描角度最小为目标,给出了天线随舰载安装平台处于运动姿态条件时的安装倾角的设计方法。该方法能够在给定的舰船纵摇和横摇范围内,针对相控阵天线需求的空域扫描覆盖范围,实现对任意多面旋转布阵的平面相控阵天线安装倾角的计算。由该方法计算得到的天线安装倾角能够使平面相控阵天线有最小的最大扫描角,从而提高相控阵天线的电气性能。     

部件失效对有源相控阵天线性能的影响分析

有源相控阵天线系统的部件失效会造成天线增益、副瓣电平等性能参数的恶化。在考虑了天线单元幅度和相位的随机误差呈正态分布后,以部件失效的概率分布为依据,分析了包括天线单元失效、子阵失效以及组件失效情况下,天线性能随之变化的趋势。通过算例仿真得出,在文中建立的不同部件失效的数学模型下,天线增益的变化相对平缓,而副瓣抬升则相对较大。计算结果及结论可用于实际相控阵天线性能的评估和工程设计。     

结构误差对天线阵面电性能的影响

基于场耦合的概念,建立了有源相控阵天线阵面的机电耦合模型。天线阵面的阵元布置为环栅阵,仿真计算了阵面因子方向图和阵面方向图。依据此环栅阵,将结构误差加入机电耦合模型,得到结构变形误差,阵面加工误差,累积安装误差对天线阵面电性能的影响数据。研究分析结构误差对天线增益、栅瓣电平、波束指向和波束宽度等天线阵面电性能指标的影响,可知天线阵面对振动的位移响应对电性能的影响满足系统的指标要求,阵面加工误差和累积安装误差对天线阵面电性能的影响较小。     

面向高铁卫星通信系统的高性能天线罩设计

设计了一款适用于高铁平台卫星通信相控阵天线的高性能天线罩.该天线罩针对载体应用环境，设计了双向对称、低剖面的气动外形，以满足载体高速双向对开时低空气阻力的要求；同时根据卫星通信相控阵天线波束扫描的特点，设计了变厚度夹层结构，以实现天线罩对任意极化方向的电磁波宽角入射时高透波率的电性能.以Ku频段为例，根据设计结果进行了实物制作和测试验证，测试结果显示在10.5~13 GHz频率范围内，采用垂直极化波和水平极化波分别照射时，天线罩在0~70°的入射角范围内，透波率均保持在80%以上，同时天线罩对相控阵扫描波束的指向误差维持在±0.5°范围内.     

多馈源空间馈电阵列误差校正

空间馈电阵列是相控雷达天线的一个重要发展方向,阵列误差校正技术则是大多数阵列信号处理方法在工程实现中的重要保障条件,本文针对一种多馈源空间馈电阵列模型,利用主阵面上Ｔ／Ｒ模块中的移相器,提出了一种阵列误差校正方法,计算机仿真结果证明了其有效性。     

Comparison of random phasing methods for reducing beam pointing errors in phased array

Beamsteering for phased arrays normally causes a pointing deviation of the main beam due to the periodic phase quantization error across the array. This deviation occurs due to the use of digital phase shifters. We modify the random phasing methods into appropriate random phasing methods, in which the accuracy of the pointing direction in phased arrays is improved. The word "appropriate" means that, for the phase quantization error, the rounding to the nearest bit method is not always to be applied, nor is the random phasing method. An appropriate mean phase error equal-to-zero method (AMPEEZ), an appropriate two probable value method (A2PV) and an appropriate phase-added method (APAM) are proposed. These methods are simulated and compared with the nonappropriate ones.     

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。