圆柱共形全向微带缝隙天线阵的设计

该文设计了一种圆柱体表面共形的全向微带缝隙天线阵.该天线采用低剖面缝隙天线作为阵列单元,利于实现共形;采用H形缝隙对天线单元进行小型化设计,以实现较小间距的组阵,从而获得较好的方向图不圆度.对提出的天线进行仿真设计及优化,获得了5.35％的相对带宽,仿真增益达到4.2dBi,H面不圆度≤1.5dB.     

基于二阶锥规划的共形阵列宽带方向图综合

针对目前共形阵列方向图综合算法中全局优化算法计算复杂度高,已有凸优化算法不能处理宽带信号的问题,提出了一种基于二阶锥规划的共形阵列宽带恒定束宽方向图综合方法。该算法首先推导并建立了更为简单的共形阵列宽带信号模型;然后在频域上构造空间响应变化约束,并在空域上构造方向图的目标函数和约束条件;最后利用二阶锥规划求得最优权矢量,实现宽带信号方向图综合。理论分析和仿真结果表明,该方法能够有效地获得期望信号并抑制干扰信号,在计算复杂度上低于全局优化算法,且阵列响应具有良好的频率一致性。     

超低旁瓣阵列天线的本征激励互耦分析

采用本征激励方法，对超低旁瓣阵列天线中互耦效应的影响进行了研究。推导了天线电流分布的pocklington积分方程，介绍了矩量法求解各阵元的电流分布的方法。计算了天线阵列各单元的本征激励方向图。在此基础上，采用阵列本征激励分析方法对Chebeshev天线阵进行了互耦分析和修正。模拟了不同主旁瓣相对电平超低旁瓣天线的方向图及其与最高旁瓣电平的关系曲线，并给出了相应的修正结果。讨论了不同单元数目的天线阵，互耦所导致的影响。结果表明天线阵的主旁瓣相对电平越低、天线阵单元数目越少，互耦的影响越大。可以看出，采用的本征激励方法是高速的和有效的。     

角馈方形贴片微带天线交叉极化抑制方法研究

鉴于串联馈电的角馈方形微带贴片天线在设计时易产生交叉极化现象,严重影响阵列天线的辐射性能,以角馈方形微带贴片作为天线阵阵元,设计了一种泰勒分布的低副瓣线阵天线.首先分析了角馈方形微带贴片交叉极化现象,然后提出运用开槽法和增加馈电段法来抑制交叉极化,最后给出了仿真和实测结果.实测结果表明,开槽法和增加馈电段法有效抑制了交叉极化,降低了对主极化方向图的影响,天线具有较好的辐射性能.     

一种等间距圆形阵列的超方向性综合方法

将线形天线阵列超方向性天线综合的概念应用到圆形阵列中,经过理论推导,得到一种圆形阵列的超方向性综合方法。利用该方法得到的圆形超方向性天线阵可以在较小的空间内实现比普通线形天线列更好的方向特性。给出了了解情况个天线单元的圆形阵列分析计算例子。计算结果表明,这种超方向性天线阵较一般的线形超方向性天线阵在方向特性、主波束扫描、前后瓣比等方面有明显的优越性,具有实际应用价值。     

基于阵中单元模型的反射阵列天线远场分析方法

针对反射阵列天线远场分析的传统技术采用周期模型等效实际阵列环境的不足,提出一种基于阵中单元模型的远场分析方法。该方法以场叠加原理和等效原理为基础,借助电场积分方程从局域子阵单元上的表面电/磁流计算出单元的阵中方向图,再进行总场合成。数值实验显示,利用该方法得到的反射阵列天线的远场方向图与商用软件FEKO的全结构仿真结果之间有良好的吻合度。该方法为突破大型平面/共形阵列天线的计算受限于计算机硬件的难题提供了一种解决方案。     

基于凸优化及其求解软件的最低旁瓣方向图综合算法

针对任意阵列天线的方向图综合问题,提出了基于凸优化及其求解软件的方向图综合方法。其中针对最低旁瓣方向图综合问题的特殊性,利用了凸优化的优良数值求解特性,以及最新的凸优化求解软件cvx对任意阵列天线的最低旁瓣方向图综合算法进行了有效的建模和求解,获得了满足给定要求的综合方向图。并通过详细的仿真分析验证了所提方法的正确性和有效性,而且优于当前提出的迭代算法。     

阵列天线阵元互耦的一种校正方法

提出了一种阵列天线阵元间互耦的补偿方法．该方法避开了天线阵列互阻抗难于准确测量的问题,通过在无互耦的理想阵列模型下逼近实际测量得到的方向图,求得阵列的互耦矩阵,并利用该矩阵消除互耦对阵列综合的影响．仿真结果表明了这种方法的正确性和有效性．     

超低副瓣阵列天线不同扫描角度幅相误差影响的研究

天线阵各单元间相互耦合,使超低副瓣阵列天线的性能发生改变.传统的幅相误差分析,很少考虑互耦影响.这里在考虑互耦影响的条件下,讨论幅度误差和相位误差对超低副瓣阵列天线性能的影响.利用矩量法对天线阵列进行互耦分析,并计算了天线阵列各单元的本征激励方向图.以八单元Chebyshev等间距直线阵为例,采用本征激励分析方法进行了数值统计分析,在不同的扫描角度下,模拟得到了幅度误差、相位误差对超低副瓣阵列天线副瓣最高电平影响的关系曲线.结果表明,随着扫描角度的增加,幅相误差和互耦对天线阵的影响也逐渐增加.采用的方法是适合于阵列天线大规模数值模拟计算的有效方法.     

一种双圆极化宽带天线及其阵列应用

该文设计了一种双圆极化宽带天线单元,并在此基础上实现了小型阵列天线。单元天线为层叠型微带天线,其辐射贴片的四周寄生了环形金属带和金属柱以拓展波束宽度。另外,为了满足双圆极化要求和拓展天线带宽,天线采用电桥进行馈电。天线单元的10 dB阻抗带宽为26.9%(1.8～2.36 GHz),3 dB轴比带宽为19.3%(1.92～2.33 GHz),方向图半功率波束宽度大于110°。对非规则的五单元面阵进行了研究。测试结果表明,该天线阵的合成增益高于11.5 dBi,±55°扫描增益高于9 dBi,仿真和实验结果一致性较高,为宽带卫星通信的应用奠定了基础。     

共形阵广义旁瓣对消辅助通道优选

广义旁瓣对消器GSC在传统的机载相控阵雷达的干扰抑制中有着广泛应用,辅助通道的选择直接影响干扰抑制效果.在共形阵列中,由于各个阵元的摆放方式不同导致每个阵元的单元方向图响应并不相同,选择合适的辅助通道更为重要.该文在共形阵信号模型基础上,提出了一种以最小化广义旁瓣对消输出为目标的优化方法.为了解决非凸的0-1优化问题,...     

一种新的测量阵列天线方向图的方法

提出了一种新的测量阵列天线方向图的方法,即单元电流重构法,该方法是阵列天线的结构和组成单元已知的情况下,利用所测出的离阵列天线中等距离处辐射场的幅度和相位,计算出阵列单元的电流分布,进而得到阵列天线的远场方向图,计算机模拟的结果证实了该方法的正确笥和可行性。     

共形阵列MUSIC算法分辨力性能分析

针对共形阵列分辨力性能分析问题,本文首先对锥面、柱面、球面等3种常见共形阵列进行信号建模,并基于MUSIC算法实现共形阵列下极化-DOA参数的联合估计,然后通过MUSIC零谱的定义以及噪声子空间投影矩阵的期望,给出MUSIC期望谱的具体表现形式,在此基础上详细分析推导了MUSIC算法在共形阵列中的分辨力门限;最后通过计算机仿真研究共形阵列分辨力门限理论值与仿真值的关系,以及共形阵列与均匀圆阵在分辨力性能上的差异,仿真结果显示共形阵列的分辨力门限随着信噪比的增加逐步降低,验证了理论分析的正确性.     

一种提高稀布线阵优化布阵效率的方法

对于给定阵列口径和单元数并有最小单元间距约束的稀布直线阵,仅需对阵列边缘部分的单元进行优化排布就可以达到优化整个直线阵的目的．通过运用统计的方法得出了稀布阵免于排布的单元数目的计算公式,减小了优化算法的计算量; 并通过加入间距约束向量改进了粒子群优化算法,不仅减小了布阵空间,而且消除了优化操作过程中的不合格个体,进一步降低了优化算法的计算量．在最小间距约束为0.5λ、阵列均匀排布、单元间距在0.8λ以下时,改进后的优化算法的计算量至少降至原来的28％．     

采用间距优化的阵列天线RCS减缩方法研究

将阵列综合思想用于阵列天线雷达散射截面(RCS)的减缩,通过调整非均匀阵列的阵元间距来优化阵列天线的辐射性能与低散射特性．以差分进化(DE)算法作为优化工具,并通过矩量法(MoM)来实现候选解的辐射、散射计算．优化时采用了辐射、散射兼顾的目标函数,给出了具有低副瓣、低散射特性的天线阵列．最后,给出的对称振子阵列和领结阵列的优化实例表明,采用上述方法可使阵列获得5dB以上的RCS减缩．     

Ku波段电磁涡旋相控阵列天线设计

为了能产生性能更好携有轨道角动量的涡旋电磁波,采用微带天线技术,设计了一种新型的相控微带阵列天线.以同轴馈电的圆微带天线为单元,将8个、16个相同的单元天线等间隔的分布在一个同心圆上分别组成两个单圆环和一个双圆环结构的相控阵列天线,并采用等幅且同一环的相邻单元间相位差为常数的方式进行激励.通过电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS建模并优化,单圆环和双圆环阵列结构均在中心频率为15 GHz处获得了携有轨道角动量的涡旋辐射方向图.结果表明:虽然单圆环结构的相控阵列天线可通过增加阵元数来改善电磁涡旋性能,但不可避免的造成更大的天线体积;而利用双圆环结构,由于增加一个内环设计自由度,结合内外环的协同优化仿真,通过设置适当的天线阵列结构和相位延迟,双圆环结构较单圆环结构产生的涡旋电磁波有更小的中心轴线开口张角,具有更强的涡旋方向性和更高的辐射增益.     

MIMO雷达最小冗余垂直阵列设计方法

针对MIMO雷达垂直阵列的稀疏优化问题,利用数学理论中差基和差集的性质,根据二者的线性组合选择阵元位置,提出了一种使收发阵元形成的虚拟阵列冗余度最小的设计方法．通过仿真验证了该方法的有效性．仿真结果表明,用该方法所得收发阵元形成的虚拟阵列的分辨率高于采用满阵的垂直阵列MIMO雷达以及传统面阵雷达;采用最小冗余垂直阵列的性能优于按满阵设计的垂直阵列．该设计方法所得阵列的性能优势有一定工程实用价值．     

有限偶极子天线阵的特性研究

天线阵列的特性决定其应用范围，了解天线特性可以有效地利用其优点传输能量．针对偶极子天线阵，分析了阵元互耦影响和频率特性及其散射特性．主要包括在应用实践和开路电压相结合的方法计算阵列单元互耦的影响的情况下，应用矩量法分析了终端负载，散射场和反射系数随着频率变化的特性曲线，最后给出了阵列大小和入射角度的变化对散射方向图的影响．结果表明，对于半波长的偶极子阵列，当阵元问距为半波长时性能达到最佳．     

利用PSO同时优化阵列天线的辐射和散射特性

类似于辐射方向图乘积定理,推导出直线阵列天线的雷达散射截面(RCS)可分解为单元因子与散射阵因子之积．相比以往仅优化阵列天线辐射特性的工作,可基于此公式运用粒子群优化算法(PSO),通过调整阵元间距来同时优化其辐射和散射特性．仿真结果表明,优化后的辐射方向图峰值副瓣电平降低,单站RCS的栅瓣得到了有效抑制,使其在绝大部分入射角处于低散射状态,从而证明了该方法能同时优化阵列天线的辐射和散射特性．