平面近场测量中一种口径场重构技术研究

研究了一种用于平面相控阵天线幅相校准和诊断测试的口径场重构技术.该技术基于等效磁流法,引入矩量法建立平面近场数据与阵列天线口径场分布的联系方程,求解此方程获得阵列天线的口径场分布.模拟计算结果与传统的模式展开法对比,证明了等效磁流法的正确性和可行性;接着讨论了平面近场测试中各关键参数对重构结果的影响;最后基于等效磁流法口径场重构技术实现了某有源相控阵天线的测试和校准,证明了该方法的有效性和实用性.     

微带有源相控阵互耦效应及校准方法研究

研究了小型微带有源相控阵天线中的互耦效应及其校准问题。分析了阵元间互耦对微带阵列天线阻抗特性和辐射特性的影响,对散射矩阵法在互耦校准中的适用性进行了分析,提出了基于有源方向图的互耦校准方法。仿真分析结果表明,对于强互耦情况下小型微带有源相控阵的校准,散射矩阵法存在较大的误差,而有源方向图法更加有效。     

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.     

相控阵天线系统散射分析

该文采用S参数分析了有源相控阵天线单元馈电系统模型的接收机负载反射系数.将该反射系数代入阵列天线散射场基础理论公式分析了有源相控阵天线的散射场,将有源相控阵天线的天线模式项散射场分为天线模式反射散射场和天线模式相控散射场进行分析.最后通过一维线阵验证了理论分析结果.该分析方法和分析结果为相控阵天线RCS计算和控制提供了理论指导.     

五百米口径球面射电望远镜的相控阵馈源设计

相控阵天线作为射电望远镜的馈源时可以扩大射电望远镜的视场, 提高天空扫描速度和系统灵敏度.分析了相控阵馈源的阵列排布形式、阵列规模、阵元间距等参数对灵敏度的影响, 并给出了设计一般相控阵馈源的基本方法.针对五百米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, FAST)的系统要求设计了一种工作在L波段的宽带双极化微带偶极子相控阵馈源.相控阵系统采用制冷放大器时所设计的馈源满足FAST系统性能指标.加工并测试了单个阵元的结果, 与采用HFSS软件仿真的结果相当吻合, 验证了所设计馈源的可行性.     

无人机载Ku波段有源相控阵天线

设计了一种无人机载雷达的Ku波段有源相控阵天线,分析了有源相控阵天线的系统组成、模块布局和设计思路,实现了高集成、低剖面的有源相控阵天线设计,并可同时实现SAR和GMTI功能。设计了32行线源的宽边纵缝驻波阵形式的波导裂缝阵列天线,通过加脊和分区馈电法扩展了天线的工作带宽。采用FFT反演算法在微波近场暗室中对有源相控阵天线进行了校正补偿。实测结果表明该有源天线可以实现两维-20dB的低副瓣电平,并可在俯仰向实现±60°的相控阵扫描,实测方向图与仿真结果相吻合。本天线具有宽带宽角扫描、低副瓣、低剖面、结构紧凑等优点。     

有源阵列天线的系统噪声

有源阵列天线系统的噪声是有源相控阵雷达、通讯等系统噪声的主要成分,本文从微波网络理论入手,结合统计理论对有源阵列天线的噪声温度进行理论分析,为有源阵列天线系统噪声的分析、设计和测试提供了完整的数学模型和方法.     

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。     

反射面相控馈源阵的动态阻抗匹配

对于相控阵馈源,其前端低噪放的噪声系数直接影响系统整体性能,在技术途径上,减小系统前端噪声系数的关键之一就是改善阵元与有源前端的匹配,即阻抗匹配。对于单个天线,阻抗匹配就是使得天线的输入阻抗等于低噪放的最佳源阻抗。但是对于相控阵,阵列的动态阻抗依赖于波束形成系数并且随着波束指向的变化而变化,阻抗匹配是比较复杂的。针对反射面相控馈源阵系统,采用HFSS鄄MATLAB 联合仿真的方法,设计了馈源天线和低噪放,自动完成天线参数和低噪放最佳源阻抗的优化实现动态阻抗匹配和多波束平均最优阻抗匹配,最后系统仿真进行了验证。     

有源阵列天线的噪声温度

有源阵列天线系统的噪声是有源相控阵雷达系统噪声的主要成分,通过建立基于有源阵列天线系统的噪声分析模型,给出该系统噪声温度的具体计算方法,得到该系统噪声温度的计算公式,进一步推导出该系统增益与噪声温度比值的计算和测试方法.并通过实际计算分析,验证了该方法的有效性.     

基于近场测试的相控阵天线自动化校准 与阵面监测方法

相控阵天线装配好之后,由于各组成部件机械加工误差、装配误差、部件老化更换和环境温度改变等因素,各 单元通道的初始幅相产生差异,因此必须对天线的所有系统进行校准。本文针对小型化相控阵平台,通过硬连接将相控 阵天线的波控系统与测试设备相结合,提出一种简便的自动化近场逐点校准方法。同时,本文还提出一种简单的外监测 方法。当相控阵天线工作期间,可对阵面的幅相分布进行监测。可在相控阵天线工作期间,对近场幅相校准数据进行修 正,达到阵面自身校准的目的。经对一个16阵元的相控阵天线进行实验测量可知,该自动化校准与阵面自身校准方法可 以准确、快捷测试出天线阵面的幅相分布。非常适合一维、二维相控阵天线,尤其是小型化相控阵天线的幅相校准与监 测。     

Array Calibration for CDMA Smart Antenna Systems

In this paper, we investigate array calibration algorithms to derive a further improved version for correcting antenna array errors and RF transceiver errors in CDMA smart antenna systems. The structure of a multi‐channel RF transceiver with a digital calibration apparatus and its calibration techniques are presented, where we propose a new RF receiver calibration scheme to minimize interference of the calibration signal on the user signals. The calibration signal is injected into a multichannel receiver through a calibration signal injector whose array response vector is controlled in order to have a low correlation with the antenna response vector of the receive signals. We suggest a model‐based antenna array calibration to remove the antenna array errors including mutual coupling errors or to predict the element patterns from the array manifold measured at a small number of angles. Computer simulations and experiment results are shown to verify the calibration algorithms.     

一种均匀圆阵的校正方法

幅度增益和相位误差使得高分辨率的参数估计算法的性能下降,特别是相位的误差,将会引起参数估计的偏离.所以对于阵列天线各通道的校正是很有必要的.文中提出了通道的一种校正方案,用于减小各信道的不一致性.方案的基本思想是在圆形阵列的圆心处放置一个辅助天线,辅助天线将接收到的信号再发送到阵列天线各通道,联系辅助天线和各阵列天线的...     

中场测量相控阵扫描方向图的方法研究

有源相控阵天线的发射和接收天线的性能依赖于阵面口径的幅相分布，有源相控阵的幅相校准工作通常在出厂前通过暗室中的平面近场测量进行，但是某些大型的有源阵面根本无法进暗室进行校准，利用外场测量进行的校准往往无法验证其结果的好坏，该文介绍了一种中场测量相控阵天线扫描方向图的方法，使校准结果能够得到较为客观的评估。     

智能天线阵列误差校正算法的实验验证

阵列误差的校正是智能天线技术实用化的关键所在。对各种阵列误差进行了深入分析并建立了数学模型。阵列误差可以用一个误差矩阵来表征,通过对误差矩阵的估计,能够恢复理想的阵列流型。实验结果表明,这种阵列误差校正方法能够有效减小各阵元通道之间的差异,改善了系统的性能。     

基于三相幅度测量的相控阵天线快速校准方法

提出了一种基于三相幅度测量的相控阵天线快速校准方法。该方法将天线阵列进行分组,利用每种分组在三种配相下的阵面合成场幅度测量值,可解算出各个天线单元的初始幅相值。该方法仅需幅度测量,避免了相位测量误差影响单元幅相值的计算精度,而且所需幅度测量次数仅为(2N+1)次,可显著提高校准时效性。另外,利用分组思想,同时改变多个单元相位,使总辐射场的幅度变化显著,提升校准准确性。仿真结果表明:校准后相位均方根误差为2.2°,幅度均方根误差为0.2 dB。     

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。     

A New Calibration Method for Microphone Array with Gain, Phase, and Position Errors

Microphone array can be used in sound source localization and separation. But gain, phase, and position errors can seriously influence the performance of localization algorithms such as multiple signal classification （MUSIC） algorithm. In this paper, a new calibration method for microphone array with gain, phase, and position errors is proposed. Unlike traditional calibration methods for antenna array, the proposed method can be used in the broadband and near-field signal model such as microphone array with arbitrary sensor geometries in one plane. Computer simulations are presented and simulation results show the new method having good performance.     

基于阵列天线测量装备的标校方法研究

介绍了一般测量装备的标校方法及步骤,对基于阵列天线测量装备的标校方法做了进一步论述。利用此标校方法,解决了基于阵列天线的测量装备测量数据处理的精确度问题,通过测量值与提供的真值比较,结果表明该标校方法合理实用并且精度较高,提高了装备保障水平,该研究成果可为靶场其他测量装备的标校提供借鉴。