某星载SAR天线阵面的游离设计与验证

星载SAR在轨展开后天线阵面平面度影响其电性能,其中,热变形是影响阵面平面度的一个重要因素。基于某卫星大口径、长时间工作、高精度天线系统的结构设计要求,提出了天线阵面的游离设计,运用数值仿真方法分析游离设计安装时热变形对天线阵面平面度的影响,并进一步采用非接触式双相机摄影测量系统开展热变形试验。结果表明,天线阵面热变形仿真与试验数据的一致性较好,采用游离设计可有效降低天线阵面的热变形,满足卫星天线系统的结构设计要求。     

碳纤维天线反射面的热变形仿真

碳纤维天线在大范围温变场将发生一定的变形,引起较大的天线波束指向误差,造成电性能下降,合理的铺层设计可以有效减少碳纤维天线热变形。应用ANSYS有限元分析技术,对各种铺层下的反射面在20～80℃范围内热变形进行了仿真分析,优选出合理的铺层方式;为了验证仿真结果,设计了一套测试装置。实验结果表明,仿真模拟结果与实验结果较为接近,误差为9．3％,从而探索出适合于工程应用的减少热变形的铺层设计方法,为高精度复合材料天线反射面的设计应用提供了依据。     

星载小型化宽带全向印制天线

针对星载无缆化通信的需求,研究了展宽印制天线工作带宽的方法。设计了星载小型化宽带全向印制天线,通过三维全波电磁仿真软件(CST)进行了仿真分析与优化设计。在此基础上加工了天线实物样件,并对其电性能进行了测试。仿真结果表明该天线具有小型化、宽带、全向等特点。     

星载微带相控阵天线电气板结构优化设计

星载微带相控阵天线一般为大型复合材料平面阵结构，天线板初始设计时，热变形很大，不能满足电性能要求。本文通过分析，得出热变形大的原因是电气板中的多层铜箔层的热膨胀引起了天线板的弯曲。为此，文章提出了将电气板细分的优化设计方案，并分析比较了四分板和八分板两种优化设计方案。分析结果表明八分板的刚度和热变形均能满足要求，实际产品也验证了这个热稳定板结构设计方案的优越性。     

考虑枕效应的网状可展开天线电性能预测

提出了一种预测网状可展开天线电性能的数值计算方法.针对网状可展开天线采用三角形拼合的这一特点,首先从结构力学出发确定天线枕效应变形,然后采用巴斯卡图插值进行面片网格划分,给出了网格划分准则,其次通过最佳吻合抛物面确定最优馈源的位置和指向,最后考虑丝网的电磁漏射对网状天线进行电性能预测.通过仿真算例验证了该方法的可行性和有效性.     

基于阵面变形误差的有源相控阵天线电性能分析

有源相控阵天线（Active Phased Array Antenna,APAA）阵面安装产生随机误差,振动冲击、热功耗等引起阵面变形,二者产生的阵面结构变形误差会导致天线电性能的下降,已成为实现高性能APAA的难点之一。将阵面变形误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA阵面变形误差与电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了天线阵元个数变化时,阵面变形误差对天线电性能的影响规律。     

星载天线环境防护及设计

针对一种星载天线研制过程中的关键环节,从星载天线结构特点、面临的环境效应、环境适应性设计及验证几个方面的特殊性进行了分析,对天线材料选择、关键结构优化设计及环境试验验证等内容进行了重点论述。仿真与实物验证证明通过合理的结构设计和设计验证,能够实现星载天线高可靠、长寿命的产品设计要求。     

一种高精确度偏置反射面天线模具设计

卫星使用频段的逐渐提高对星载天线反射器的型面精确度提出了越来越高的要求。模具设计和制造是制造高精确度反射器的关键技术之一,温度对模具的影响主要表现在型面精确度和热膨胀变形。建立了一个偏置抛物反射面天线成型模具的设计补偿公式,并对该补偿公式进行了理论推导、仿真分析和试验验证。结果表明,基于该补偿方法,模具在反射器固化温度下型面精确度达到了0.05 mm均方根(RMS),能够有效降低模具热变形对反射面天线型面精确度的影响。     

基于模型传递的平板裂缝天线复杂模型机电耦合仿真

天线结构受到外力作用会发生变形,直接影响天线的电性能,在电子产品机电耦合分析上,不同物理场间的数据传递是研究的重点和难点,文中提出了一种基于Hypermesh 的不同物理场间的数据传递方法。首先,利用APDL 语言获取并导出天线结构变形网格;然后,利用Hypermesh 重构实体方法,将网格生成实体,同时,通过一个悬臂梁验证了实体重构过程具有较高精度;最后,将重构模型导入电磁仿真软件中进行电性能的分析,该方法通过有限元仿真方法分析复杂天线模型的机电耦合问题,还考虑了各种耦合因素,以平板裂缝天线为例,通过实验验证了文中方法的正确性。     

一种星载ATI-GMTI系统最优基线设计方法

 为提高星载ATI-GMTI系统灵敏度和防止卫星碰撞,卫星间距一般较远,盲速问题比较突出,严重影响系统动目标检测性能.设计沿航向基线以获得优化的速度响应是星载系统需要研究的重要问题.本文以获得最优速度响应为目的,在对单颗星接收天线进行子阵分割的基础上,首先推导了理想杂波假设下系统输出信杂噪比的表达式,进而提出了最优基线设计方法,最后计算机仿真验证了该方法的有效性.     

星载SAR相控阵天线展开误差的模糊性能分析

根据星载SAR天线的特点建立了天线展开误差模型,定义了展开不平直度指标,基于成对回波理论推导了存在展开误差条件下天线方向图函数的表达式,推出单频天线展开误差分量与方位模糊度之间统计关系,给出了天线展开误差影响方位模糊度指标的上界.大量的计算机仿真验证了本文分析方法的正确性.     

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。     

Experimental evaluation of optical signal distribution for phased array antenna

A breadboard of a signal distribution optical network for a spaceborne phased array antenna has been realised to test the achievable performance using state of the art optical components. Experimental results are given.<>     

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。     

共形微带天线相控阵阵列的仿真优化设计

针对平面阵列天线的诸多缺点,设计了适用于工作频段34～36GHz的共形相控阵天线。依据共形微带天线阵列的设计思想及方法,选取了柱面微带贴片天线做阵列辐射单元,通过CST软件对天线的几何尺寸进行仿真和优化设计,得出了共形天线阵的各种性能指标。仿真结果表明：在该毫米波波段下设计的共形相控天线具有优良的性能,为今后设计出最优的天线阵提供了依据。     

Evaluation of surface clutter for the design of the TRMM spaceborneradar

Surface clutter interference through antenna sidelobes on rainfall measurements by spaceborne rain radar is quantitatively examined in order to clarify design criteria for the antenna. The received intensities of both rain echo and sea clutter are evaluated numerically, assuming appropriate precipitation and sea surface scattering models and a realistic antenna pattern for a phased array antenna, which is fed with the Taylor distribution. The results indicate that a region exists just above the sea surface where the sea surface clutter masks the backscattered power from the rain. The results also demonstrate the feasibility of quantitative measurements of rainfall in regions above this interference zone if a planar array antenna fed with the Taylor distribution of peak sidelobe level -30 dB is used     

基于机电耦合的有源相控阵天线辐射和散射特性综合优化

针对有源相控阵天线的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)计算复杂、缩减困难,以及RCS与辐射性能难以兼顾问题,基于阵面结构变形与安装引起的辐射单元位置偏移分析,利用辐射单元相位误差,建立了有源相控阵天线阵列散射因子RCS的机电耦合模型.并基于该耦合模型,应用粒子群优化算法,优化阵面所有辐射单元的安装高度,以实现有源相控阵天线辐射性能和散射性能的全优.仿真结果表明,所建立的耦合模型及综合优化方法能够在保证有源相控阵天线辐射性能的条件下,有效缩减其RCS,具有重要的工程应用价值.     

某大型相控阵雷达天线骨架结构设计

近年来国内大型相控阵雷达技术得到长足的发展,天线骨架作为天线单元及大量电子设备的结构载体,对其安装精度、阵面变形、结构强度等技术指标提出高质量要求。本文以某大型相控阵雷达天线骨架结构设计为例,详细阐述了结构设计中的相关思路和方法。根据天线骨架的结构布局方式,对骨架分块、拼装精度、连接强度和阵面精度进行了详细分析,保证天线骨架长途运输、精度指标和结构安全性等要求。最后通过力学仿真、试验测量与理论分析相互验证,证实了天线骨架结构设计的合理性。     

搜零法在相控阵雷达罩电性能测试中的应用

在机载相控阵雷达罩电性能测试过程中,由于被测天线是相控阵天线,使得测试方法与经典测试方法有所不同.文中对搜零法在相控阵雷达罩电性能测试中的应用进行了探索,确定了搜零系统中相控阵天线的安装方式和收发电轴对准的判据,集成了一套相控阵雷达罩电性能搜零系统,系统功能和精度满足测试需求.还在X波段相控阵雷达罩电性能测试中验证了搜零法的有效性,测试数据规律正确且重复性良好.测试结果表明相控阵雷达罩电性能搜零系统可用于新型战斗机雷达罩研制过程.