基于近场校正的相控阵天线低副瓣方向图综合

相控阵天线单元存在着幅度和相位误差,这些误差的综合作用会导致天线方向图副瓣电平达不到优化设计结果。提出了一种基于近场幅相校正的相控阵天线低副瓣综合方法,首先采用近场单通道测量方法,得到相控阵天线阵面的实测幅相值;然后采用非线性二乘法对天线单元幅度和相位进行优化综合;最后根据优化幅相值对实测幅相值进行修正,获得相控阵天线阵面幅相配置参数。方向图实测结果表明该方法可行、有效。     

幅相校准在机载有源相控阵雷达中的应用

对于机载有源相控阵雷达,天线低副瓣是最基本也是最重要的指标要求之一。有效、实时的幅度和相位校准是保证天线低副瓣指标的主要保证措施。文中详细描述了在有源相控阵天线系统中存在的幅相误差原理,给出了对幅度和相位进行实时校准的算法,同时也给出了校准剩余误差的验证方法,并通过软件流程框图给出了实时校准的流程,最后,通过在真实雷达中的实验结果验证了该方法的可行性和正确性。     

先进相控阵天线经济性研究

为了进一步降低固态有源相控阵雷达天线成本,提出了一种新型的减少有源单元数的方法--相控阵天线多阶混合馈电方法,描述了在有限T/R组件数量和品种的情况下,实现相控阵天线低副瓣的技术原理和仿真实例.仿真实例表明,在有源单元数相同的情况下,采用该方法其技术指标明显优于比密度加权法,且参数调节更具有灵活性,有效地降低了相控阵雷达天线的成本.     

相控阵天线波束控制技术研究及仿真

相控阵雷达是通过控制阵列天线孔径的幅相分布实现波束扫描和波束形成。文中对相控阵天线波束的定位、波束展宽、深零位控制、副瓣控制等技术进行了计算机仿真,这些仿真结果可以指导相控阵天线的设计,给相控阵雷达的系统设计和天线扫描波位安排、扫描时间优化提供了依据。     

毫米波锥面共形相控阵天线的仿真与优化*

以弹载共形相控阵雷达导引头天线为应用背景,在未考虑极化的情况下,首先推导了任意共形天线单元方向图从局部极坐标系到全局极坐标系转换的一种实用方法;然后采用凹槽加载的中心馈电方式设计了毫米波锥面共形微带天线单元,并建立锥面共形相控阵天线模型,推导了锥面共形天线阵列的导向矢量及其方向图函数;最后采用能量迭代法对15 阵元的锥面共形相控阵天线方向图进行了仿真优化,在副瓣电平约束和零点约束两种情况下,分别给出了相应最优加权矢量的求解方法,实现了对方向图波束指向、副瓣电平以及零点的控制。     

非对称副瓣相控阵天线优化设计

为了降低相控阵雷达低角反射的干扰影响,提出了一种非对称相控阵雷达天线副瓣设计方法,通过对天线的幅度与相位进行优化设计实现不对称方向图,来提高雷达抗杂波的能力。     

机载相控阵雷达天线阵的可靠性新模型

影响机载相控阵雷达下视能力的一个重要指标是天线的超低副瓣特性。在传统的机载相控阵雷达天线的可靠性设计中是对n中取女的表决模型冗余量进行压缩，该方法没有考虑失效T／R组件的分布位置对天线超低副瓣性能的影响。通过数学归纳法建立了在收发组件失效分布约束奢件下，机载相控阵雷达天线阵的可靠性数学模型。该模型的正确性经过了仿真验证。通过实例比较说明了传统可靠性设计方法可能带来的工程设计风险。该模型可用来指导机载相控阵天线的可靠性设计。     

差分进化算法在阵列天线波束赋形中的应用

在相控阵天线的应用中,有时需要实现左右不同的副瓣电平。为了减少计算量,我们希望能使用尽量少的参数实现对副瓣不同要求的波束赋形。本文提供一种设计方法,针对一个16 单元的阵列,只对天线16 个单元的幅度以及其中一个单元的相位进行优化,其15 个单元的相位随扫描角度变化。通过差分进化算法的优化能迅速方便的得到所需 的幅度相位值,对各个扫描角度实现不同副瓣的波束赋形,使天线在左右的副瓣电平分别为-25 dB 和-35dB。     

用数字移相器降低相控阵天线的副瓣 第二部分:两位相位加权

在相控阵天线中,应用具有随机相位反转的等幅单元产生有效的锥削幅度分布,以降低副瓣的新颖方法在本文的第一部分中已作了叙述。它是改变某些移相器的第一位数字并使其叠加到控制波束的相移上。如果把一位相位加权的方法加以扩展,使用只有两位的移相器,那么就可以同时控制波束和应用一个有效的锥削幅度分布。这种方法既能降低第一副瓣(通过锥削),又能降低由于使用仅有两位移相器控制波束所引起的寄生副瓣。由于随机过程的方差增大,峰值副瓣电平并没有达到象一位相位加权的副瓣电平。对于128个单元的天线阵,其峰值副瓣电平达到-15.6分贝,而256个单元的天线阵的峰值副瓣电平则达到-17.4分贝。     

有源相控阵天线近场测试方法研究

天线测试是有源相控阵雷达设计中的重要组成部分,介绍了平面近场测试系统的搭建和测试方法,以及利用平面近场测试系统的口面场进行反演,从而快速测试出有源相控阵雷达天线波瓣的相关性能,实测某Ku天线副瓣电平低于-25d B,扫描指向精度,增益等指标满足设计指标要求。为完成宽带有源相控阵天线的性能测试提供了有效的方法。     

有源相控阵雷达天线实时校正方法

针对有源相控阵天线的超低副瓣、高增益及精确波束指向等性能的实现进行分析研究。首先分析一般相控阵雷达天线及其校正耦合网络的结构,并对实时校正的原理以接收校正为例进行详细的阐述,最后通过某有源相控阵雷达天线实测数据验证该方法的有效性及可行性。     

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     

只利用一种模拟加权的子阵级和差波束旁瓣抑制方法

对于采用单脉冲技术的子阵级相控阵雷达系统,需要同时对和、差波束的旁瓣进行抑制。该文研究阵元级只用一种模拟加权,同时结合子阵级数字加权的和、差波束旁瓣抑制方法。通过构造阵列的和、差输出通道,并对假想的位于和、差波束整个旁瓣区域内的干扰进行最优自适应滤波来确定模拟加权。为改善旁瓣抑制效果,子阵级进一步采用数字加权,以逼近常规的Taylor和Bayliss加权。该方法有效地降低了硬件成本与复杂性,并充分利用了数字处理的灵活性。本文纠正了有关文献中求解模拟加权表达式中的错误,并给出了正确形式。仿真结果证明了所提出方法的有效性。     

一维液晶全息编码相控阵天线设计与实现

针对小型极化相控阵雷达精确信号目标探测应用背景,为降低传统T/R相控阵天馈系统设计及调试复杂度,满足低功耗、低损耗、低成本制造、轻薄等应用需求,提出了一种液晶全息编码相控阵天线. 主体采用小型化全息辐射单元、慢波结构、平行板波导馈电系统构成的一维全息电控扫描相控阵天线,利用成熟液晶面板制造工艺,通过控制全息辐射单元下方液晶分子的偏转状态调节天线谐振频点,组成全息编码相控阵天线. 天线结构通过仿真优化确定,并在实物加工和测量基础上通过全息优化算法及电压灰度控制降低由耦合作用引入的副瓣性能恶化度,用梯度递减的搜索算法结合适当的目标函数优化算法实现方向图的最优控制. 实测结果表明,该天线的波束扫描角度达到±49°,经过算法优化后,波束指向角准确度改善3°,旁瓣抑制电平改善1.7 dB.     

机载有源相控阵天线阵的可靠性研究

天线的超低副瓣特性是影响机载相控阵雷达下视能力的一个重要指标。在传统的机载相控阵雷达天线的可靠性设计中是采用对n中取k的表决模型,该方法没有考虑失效T／R组件在天线阵列中所处的物理位置对于天线副瓣性能的影响。通过仿真分析,提出了一种计算有源相控阵雷达天线阵可靠性的新模型,该模型统筹考虑了失效组件的物理位置因素的影响并归纳出新的计算公式,并在此基础上举例说明。该可靠性新模型可用来指导机载相控阵天线的可靠性预计、分配和设计。     

一种轻巧型接收数字波束雷达系统的实现

针对数字波束相控阵雷达多通道问题,提出利用多路复用技术实现全数字阵接收多波束相控阵雷达的一种解决方案。天线阵列直接采用高频二相调制,将接收多通道直接模拟合成一路传输处理,基带提取各个天线单元回波数据信号、相位幅度加权,基带实现任意接收数字多波束。该技术突破单通道数字波束相控阵雷达接收技术,使天线体积大幅度减小,雷达系统轻巧,低成本;灵活软件配置阵列,降低调试、测试、工艺、加工复杂难度,有利于雷达综合性能提升。     

Analysis of phase-focused near-field testing for multiphase-centeradaptive radar systems

Airborne or spaceborne radar systems often require tests before deployment to verify how well the system detects targets and suppresses clutter and jammer signals. The radar antenna diameter can be large and thus the conventional far-field test distance is impractical to implement. The theory and simulations of phase-focused near-field testing for adaptive phased array antennas is discussed. With near-field source deployment, standard phased-array near-field phase focusing provides far-field adaptive nulling equivalent performance at a range distance of one aperture diameter from the adaptive antenna under test. Both main beam clutter sources and sidelobe jammer sources are addressed. The phased array antenna elements analyzed are one-half wavelength dipoles over the ground plane. Bandwidth, polarization, array mutual coupling, and finite array edge effects are taken into account. Numerical simulations of an adaptive antenna that has multiple displaced phase centers indicate that near-field and far-field testing can be equivalent     

一种改进型变步长算法在雷达系统中的应用

针对目前相控阵雷达中阵元天线较多的特点,自适应滤渡算法中收敛速度慢、稳定性差的问题,提出一种针时大型相控阵雷达旁瓣对消系统的子阵空间法,通过Matlab仿真表明,采用该算法的旁瓣对消系统,能快速有效地抑制干扰信号,提高算法的收敛速度和稳定性能.