振幅量化密度加权天线阵的分析和计算

本文对二阶振幅量化密度加权的线阵和面阵天线进行了理论分析和模拟计算。结果表明,当具有相同的单元总数时,二阶密度加权阵的副瓣电平比一阶密度加权阵的副瓣电平低5到6分贝。本文把二阶密度加权推广到任意多阶的情况,给出了相应的理论分析和数值计算结果。     

子阵旋转和子阵错位在非周期阵列应用中的对比分析

随着预警探测需求的提升,大单元间距阵列的应用得到了快速发展,阵列栅瓣的有效抑制是大单元间距有限扫描阵列设计中的一项重要内容。文中首先介绍了非周期阵列抑制栅瓣的原理;然后,对子阵旋转和子阵错位两种非周期排布栅瓣抑制形式进行了仿真对比,从栅瓣电平、近区副瓣电平、量化瓣、阵列重构、极化形式五个维度分析了子阵旋转和子阵错位的性能优势,对大单元间距阵列的设计具有一定的工程指导意义。     

周期结构馈源阵对多波束天线性能的影响

具有周期结构的馈源阵能够最大化实现馈源的共用,并且能够用相干耦合周期结构?波束形成网络(CORPS?BFN)实现.通过设计一种双模圆锥喇叭,按照一定规律进行排布组成馈源阵,结合CORPS?BFN设计思想,得出各馈源阵中每个喇叭的激励系数并进行仿真分析,从而得出与单个馈源相比,周期结构馈源阵能够降低多波束天线副瓣电平的结论.     

基于子阵重叠结构的子阵划分技术研究

对大型阵列进行子阵划分能减少系统控制的路数,子阵级加入时延控制扩展了瞬时带宽。对子阵划分进行重叠排布,提供了窗函数的效果,有效抑制了由子阵划分所引起的过密栅瓣。子阵单元级和子阵级分别进行加权操作,提供了较低的副瓣。     

基于随机阵列的相控阵T/R组件排布方法

基于随机阵列理论,首先分析了二维随机阵列的方向图形成特点,对二维随机阵列的平均方向图进行研究,得到阵元位置的随机分布会影响方向图性能。在此基础上分析了实际阵元的随机排布,指出了两个在排布时会出现的问题,然后提出了最短距离排布的方法,使得问题得以有效解决。最后通过仿真对比最短距离排布的随机阵列与传统的密度加权阵之间的性能差异,根据仿真结果总结分析得出最短距离排布在抑制旁瓣和工程实现方面更优。     

0-1规划的稀布同心圆阵方法研究

提出了一种基于0-1规划的稀布同心圆阵设计方法.将差分进化算法应用于0-1规划中,截取通过同心圆阵面主波束的多个切面,以切面内远场辐射方向图的副瓣电平、波束宽度和阵列单元数量为目标,降低相控阵成本.文中对一个9环和一个10环同心圆阵进行了仿真计算分析,证实了方法的有效性.使用该方法计算后,9环同心圆阵单元数量由原来的279个减少为161个,副瓣电平由原来的-17.4 dB降低为-20.8 dB,半功率波束宽度增大了0.22°.10环同心圆阵单元数量由原来的341个减少为190个,副瓣电平由原来的-17.4 dB降低为-23.9 dB,半功率波束宽度增大了0.79°.     

子阵幅度加权的低副瓣技术研究

在大型相控阵天线中采用子阵幅度加权来降低副瓣是一项简单且实用的技术,并且成本较低,但是在副瓣区域会出现高量化瓣（栅瓣）。如果在阵元级进行幅度加权,就不会出现量化瓣,且会取得非常好的低副瓣的效果。但是由于大型相控阵天线阵元数目比较多,所以采用阵元幅度加权馈电系统会比较复杂,而且成本较高。解决这个问题一个折中的方法就是在子阵进行幅度加权,同时在每个子阵中具有相同序号的阵元加权相同的系数,然后利用子阵系数和阵元系数的乘积来近似只有在阵元进行加权时的期望加权系数。这个近似的方法要比单独采用子阵幅度加权的副瓣电平好（在这里假设所有的子阵都是均匀子阵）。该设计比全部阵元幅度加权简单,而且降低了成本。     

切角阵副瓣电平遗传算法优化

天线低副瓣性能是相控阵雷达系统的一项重要指标。在高集成度的相控阵雷达系统中,受到空间尺寸的限制,天线阵面会进行切角处理。由于切角的存在,传统泰勒综合法幅度加权得到的远场方向图指标难以达到预期效果。本文对切角阵天线单元计分排序并选取部分单元幅度进行优化,减少了幅度分布优化变量,在约束天线增益的前提下对切角阵幅度分布进行遗传算法优化。暗室实测结果表明,与泰勒幅度加权相比,增益相同情况下阵列天线峰值副瓣电平降低3dB。     

K波段低副瓣波导缝隙驻波阵设计

本文设计了一种 K 频段低副瓣波导缝隙驻波阵天线,给出了实现低副瓣的方法。设计副瓣电平为-27dB,缝隙幅度分布按-30dB 泰勒分布计算,结合高频仿真软件 Ansoft HFSS 对各缝隙归一化导纳进行计算,建立仿真模型并优化天线各参数。依据设计结果加工实物并测试其方向图及增益。测试结果表明,该天线在工作频带内波束宽度约 3°,副瓣电平小于-27dB,工作频带内增益大于 30.8dB,仿真结果与实测结果相符,设计满足指标要求。     

基于分形的低副瓣天线阵列研究

通过对Cantor集线阵及其补集、同心圆环分形阵的阵列因子方向图特性的分析,指出大间距的分形阵列方向图具有高副瓣的缺点,提出了通过分形阵列阵元的锥削密度加权和少量大间距单元幅度加权相结合的方法来抑制副瓣,改善分形阵的方向图性能,给出了两种具有分形特点的高效率、低副瓣阵列形式和实际测试结果,为分形天线阵列的工程化应用提供了思路。     

波导窄边斜缝行波阵列天线设计

为了快速设计波导窄边斜缝行波阵列天线,采用理论计算结合软件仿真的方法。利用电磁仿真软件HFSS模拟实验过程,得到裂缝电导函数。初始设计完成后,比较仿真结果口径分布和理论口径分布的差异,微调裂缝尺寸参数使天线口面幅度逼近设计值。设计了一个47阵元行波线阵,并采用两根波导对称放置抑制交叉极化。Taylor综合副瓣值为-30 dB,仿真得到的最大副瓣值为-24.8 dB,波瓣宽度为2.2°,增益为24.6 dB。     

非周期阵列天线辐射性能的研究

针对非周期大间距矩形阵列,运用遗传算法对其进行优化布阵和幅度加权,得到各阵元最佳的位置和幅度分布,使得阵列扫描范围内的副瓣电平最低。研究了阵元间距、阵列扫描范围、单元天线波束宽度等3种因素对阵列副瓣电平和增益的影响,得到了各因素对阵列辐射性能影响的规律。通过遗传算法优化得到了扫描范围内副瓣电平最低时的阵元间距,可用于指导工程设计。     

子阵非周期排布对天线栅瓣抑制的研究

为改善有源相控阵费效比,增大单元间距、减少有源通道数量是一种较好的设计方式,但是增大单元间距又会引入不必要的栅瓣。文中对几种易于工程化的子阵级非周期排布方法进行研究,考虑单元因子的影响后,仿真分析了合成方向图特性,比较了不同方法的栅瓣抑制效果。     

非均匀邻接子阵结构划分方法研究

子阵级的自适应处理可以用小代价获得比较好的处理性能,对于大型面阵的数据处理,提出了一种方法来划分非均匀子阵。计算机仿真结果表明,这种子阵结构的自适应方向图不但没有栅瓣,而且其主副瓣差值可以达到30dB以上,并可以在干扰方向和杂波处形成了很深的凹口。     

毫米波多分区单脉冲波导缝隙阵天线的设计

设计了一种毫米波多分区单脉冲缝隙阵天线。通过多分区拓展了天线的驻波带宽,通过阵面近场分布优化 来消除分区短路板对方向图的影响,实现了超低副瓣。设计了一个28*28 的圆口径单脉冲缝隙阵天线,仿真结果表明天 线驻波带宽600MHz(VSWR<1.3),副瓣电平中心频率-34.9dB,带宽内-30dB。     

低副瓣智能天线阵型研究

由于智能天线所处电磁环境的特殊性,实现低副瓣特性及快速波束赋形尤其重要。本文从阵型角度出发,计算了圆阵中心阵元、圆阵层数及阵元密度分布对于降低副瓣的作用,并分析了球面阵列的辐射特性;所得结论可供智能天线的阵型设计参考。     

子阵级和差波束形成及测角方法研究

大型面阵采用子阵级波束形成降低了计算量和接收通道数,由于只有一套功分网络,无法有效抑制差波束的副瓣。针对单脉冲相控阵系统,在子阵级采用数字加权抑制差波束的副瓣,使用虚拟子阵差波束的加权系数对子阵级输出进行幅度修正,改善了差波束的副瓣性能。基于对称取反的子阵级差波束形成,提出了改进的基于正弦空间坐标系的和差波束测角误差曲线建立及方法,对不同频率及不同波束指向只需建分别立方位和俯仰各一条误差曲线,降低了查表运算量和数据存储需求。仿真结果验证了本文方法的可行性和有效性。     

平板裂缝天线子阵形变后的方向图分析

子阵方向图对平板裂缝天线的工作性能有着重要的影响。本文给出了常用的子阵设计方法,并针对可能出现的形变,提出了从单元位移和幅相的变化来分析子阵形变后的方向图的方法,分析结果表明:位移主要对主瓣宽度的影响较大,而幅相的变化主要对副瓣的影响较大。文中讨论、分析了子阵在不同形变情况下的方向图主瓣宽度、副瓣电平等性能,并给出了相应的理论结果和仿真结果。     

一种新的低副瓣曲线阵数值综合方法

本文提出了一种新的低副瓣曲线阵数值综合方法。把曲线阵综合问题表述为约束非线性最优化问题,利用新直接方法求解它,即可求出使阵列的总方向图满足特定的副瓣电平指标,且具有尽可能高的方向性系数的激励和空间分布,文中主要给出了自由空间曲线阵综合的数学模型和计算结果,并给出了直线阵时新综合方法与Taylor分布的比较结果。新综合方法也适用于共形曲线阵综合问题。     

口面幅相误差对泰勒分布天线阵副瓣的影响

鉴于泰勒综合法是一种常用的低副瓣天线的综合方法,文中用MATLAB模拟计算,分析了口面幅相误差对泰勒线阵方向图副瓣的影响,并给出设计副瓣为-40 dB,要使副瓣误差在8 dB以内,天线幅度相位所允许的最大误差。