可重构线天线的快速优化设计

将遗传算法与矩量法相结合,对可重构线天线的开关状态进行优化设计．将可重构天线的开关作为加载来处理,并利用Sherman-Morrison-Woodbury公式加速矩量法中阻抗矩阵方程的求解．优化结果表明遗传算法与快速矩量法结合对可重构线天线的优化设计非常有效,优化设计的速度提高了3~4个数量级．     

基于全波/网络混合法的可重构天线仿真

基于矩量法推导了天线的等效电路模型,将可重构天线看作多载天线系统,提出一种基于全波/网络混合法的可重构天线仿真方法,该方法采用全波仿真软件计算无加载的天线阵列,结合遗传算法,采用网络分析法分析任意加载天线阵列性能。采用该方法对一种寄生偶极阵列天线的波束形成性能进行了仿真分析,并与商业电磁仿真软件的仿真结果进行了比较。结果表明,该方法计算结果正确,大大降低了可重构天线仿真分析的计算量,提高了仿真分析效率。     

基于遗传算法的可重构天线系统研究与实现

提出以信噪比作为可重构天线寻优过程的评价函数.采用遗传算法作为系统的寻优算法,并对其参数设置进行研究.利用信号发生器产生的信号对可重构天线系统进行测试,实验数据表明,文章中提出的直接以信噪比作为评价函数的可重构天线寻优算法,可以使可重构天线系统有效提高目标接收信号的信噪比,并在一定程度上抑制干扰信号,提高系统性能.     

GPS信号码跟踪环算法研究

对GPS卫星信号传统码跟踪环的跟踪性能和计算量进行了分析,为了提高码跟踪环的计算效率,降低计算量,对非相干型码延迟锁定环进行了研究;以点积功率鉴别器为出发点,对延迟锁定环的环路结构进行了重构,提出了一种改进的环路算法,并对传统环路和改进环路的算法复杂度和硬件成本进行了比较分析.改进环路在不损失跟踪特性的前提下,不仅降低了硬件的实现成本、资源的消耗和计算量,而且提高了计算效率;实验结果表明此改进环路是可行的.对于其他导航系统的接收机来说,此方法也具有一定的适用性.     

多功能可调谐超宽带陷波天线设计与实现

超宽带陷波天线能有效避免与现有无线信号的干扰,可满足现代无线通信天线小型化、宽频带以及多服务的要求,在宽带物联接入及移动通信领域内具有良好的实用性和广阔的应用前景。文章概述了超宽带陷波天线结构与工作原理,利用全波仿真软件HFSS进行设计并实现其超宽带特性、陷波特性、可调谐功能,通过矢量网络分析仪对微带天线实物进行测试,并与仿真数据相比较。结果表明:所设计的天线在3.1～10.6 GHz内回波损耗-10 dB,电压驻波比基本2,发射效率50%;利用矩形环贴片结构实现宽频带特性,在矩形环内引入寄生谐振单元抑制特定频段天线的辐射特性,改变寄生谐振单元的尺寸,可实现特定频段内的陷波特性。     

一种方向图可重构微带贴片天线的设计

针对机械控制和电控制存在的天线切换速度慢、复杂度高和成本低等问题,本文主要对一种方向图可重构微带贴片天线进行设计.提出一种具有5种波束指向的方向图可重构贴片天线,该天线由辐射贴片和4个寄生贴片组成,采用同轴线馈电,通过控制地面加载开关,寄生贴片可以在指向器和反射器之间进行切换,从而实现方向图的重构,同时对3种固定状态的...     

有限反馈波束成形中继系统性能分析

为研究量化反馈对多天线中继系统性能的影响,推导出中继采用有限反馈波束成形转发信号时系统的终端概率和容量.计算出终端接收信噪比的矩母函数,再利用拉氏逆变换获得系统的中继概率,基于Jensen不等式推导出容量的理论上界,利用数值仿真对理论退到结果进行了验证.仿真结果表明,有限反馈波束成形可以很好地实现性能和反馈量的折中,且随着天线数和反馈量的增加,系统性能会得到提高.     

基于微遗传算法的微带可重构天线设计

提出了一种微带可重构天线方案,并将微遗传算法与时域有限差分法相结合,对天线的可重构能力进行了探索。在特定工作频率条件下,优化设计了一方向图可重构天线。优化结果表明,在工作频率为6.5 GHz时,该微带可重构天线能够通过三种工作状态在特定平面内实现方向图扫描,同时也表明了遗传算法在可重构天线设计中的巨大潜力。     

基于矩形贴片天线的应变测量技术

为了研究基于矩形贴片天线的应变测量技术,根据传输线模型,分析了矩形贴片天线与应变间的作用机理,明确了天线辐射单元尺寸受应变影响,可导致贴片天线中心频率发生偏移,且获得了频率偏移量与应变间的线性关系理论表达式.设计3种不同中心频率的矩形贴片天线,利用高频结构模拟器(high frequency structure simulator,HFSS)电磁仿真软件和拉伸应变检测系统,对不同应变状态下,贴片天线中心频率随应变的变化趋势进行了仿真与实验测试.仿真和实验结果表明:贴片天线的中心频率的偏移量与应变之间线性关系明显,且贴片天线的中心频率越高,应变灵敏度越大.利用矩形贴片天线作为应变传感器,可满足结构应变测量要求,为结构健康无线监测研究奠定了基础.     

可重构技术的航天应用与星载计算机设计

针对微小型航天器星载计算机设计中存在的功能、性能与可靠性之间的矛盾,提出将可重构计算技术应用于航天领域,进行可重构星载计算机的设计.通过对可重构计算技术航天应用现状分析,从体系结构、功能、可靠性等方面进行微小卫星可重构星载计算机的研究与设计,并分析采用硬件编程实现重构配置算法的系统性能.构建基于可重构星载计算机和dSPACE仿真计算机的闭合回路仿真平台,进行上述设计的验证工作.实验表明,可重构星载计算机能够完成正常控制工作,在500 ms的控制周期下,稳态下姿态角速度的精度可达0.05°/s,通过实现对日定向与对地定向2种模式之间的切换,得到切换时间为520±40 ms,能够满足卫星对星载计算机的切换要求.     

等离子体振子天线输入阻抗的数值模拟

对使用等离子体代替金属用来构成最基本的天线振子的可行性进行了分析,参照传统金属天线积分方程的求解方法,代入等离子体特征参数对等离子体柱天线的输入阻抗进行了模拟,并分析了等离子体参数变化时对应输入阻抗的变化规律．数值模拟及XFDTD软件仿真的结果表明：等离子体天线阻抗会随着等离子体密度,碰撞频率等参数的变化而改变．利用该特性可建造动态配置的天线．     

一种采用可重构极化旋转表面的天线RCS减缩方法

针对天线的雷达截面减缩问题,提出了一种基于二极管控制的棋盘式分布可重构极化旋转表面,并将其用于准八木天线的雷达截面分时减缩方法．该方法考虑将可重构技术应用于极化旋转表面设计中,将可重构极化旋转表面用于置换准八木天线的金属反射板中,使得极化旋转表面反射板可以在金属特性反射板以及低雷达截面反射板之间相互切换．当二极管导通时,天线处于工作状态,可重构极化旋转表面反射板可当做一般金属板使用,则能够最大程度保留天线的辐射特性;当二极管截断时,天线处于非工作状态,可重构极化旋转表面反射板处于低雷达截面特性,可最大程度降低天线的带内雷达截面．仿真及实测结果表明,在工作状态时,天线的辐射特性几乎未发生变化;在非工作状态时,使用可重构极化旋转表面反射板,天线的单站雷达截面最大减缩量可达25dB以上,减缩角域可达-20°≤θ≤+20°．该方法可在保证准八木天线辐射特性的基础上最大程度地降低天线的雷达截面．     

频率与方向图可重构锯齿偶极子微带天线的设计

为了满足无线通信高速数据需求和微带天线的小型化,设计了一种频率和方向图可重构锯齿偶极子微带天线,该天线包括2个锯齿状振子,分别印制在介质板的两面。通过改变锯齿振子上PIN二极管的工作状态,使天线的局部结构和表面电流分布发生变化,实现天线频率和方向图的可重构。实验结果表明,该天线在1.88～2.85GHz频段内实现可重构的功能,覆盖了主要的无线通信频带。在工作频段内,天线的H面方向图具有全向特性,E面方向图实现了波束扫描。     

小型化微带缝隙可重构天线

提出了一种小型化频率电调微带缝隙天线,通过在螺旋缝隙上加载PIN开关二极管,实现了良好的频率可调特性．谐振缝隙采用平面螺旋结构,天线结构更加紧凑,尺寸较传统直缝隙天线减小了40％．由于开关直接加载于辐射很弱的螺旋非辐射缝隙,天线电调特性对开关性能的敏感程度显著降低,更容易实现频率重构特性．     

Antenna radar cross section reduction by a reconfigurable radar absorbing structure

An active reconfigurable Radar absorbing structure using a pin diode for the radar cross section (RCS) reduction of the antenna reflector is proposed, which is able to be switched between metal reflector with OFF-state diodes and absorber with ON-state diodes. The reflection coefficient of the RAS reflector is able to be switched between less than -25.0dB with OFF-state diodes and more than -0.8dB with ON-state diodes around 8.3GHz. The RAS reflector with ON-state diodes is applied to a dipole antenna reflector and gives radiation performance equivalent to that of the dipole with a metal reflector. The RAS reflector with OFF-state diodes is used as a radar absorber for RCS reduction. Meanwhile, a chessboard-like geometry RAS reflector is proposed in response to the wideband RCS reduction. The RCS reduction band covers the working band and is extended to 5～18GHz. The results show that the reconfigurable RAS reflector can contribute to the antenna RCS reduction at the working frequency, with the radiation performance of the dipole antenna preserved.     

可重构机械臂模糊神经补偿控制

由于可重构机械臂的动力学系统中存在大量的不确定性,导致PID等传统的控制器无法实现精确的位置控制。作者在基于精确模型PD控制的基础上,提出了模糊神经控制算法辨识补偿结构、非结构不确定性。通过模糊神经控制器融合了模糊逻辑和神经网络的各自优势,实现了可重构机械臂轨迹跟踪的有效的补偿控制。基于牛顿-欧拉的几何方法,推导了n连杆可重构机械臂的动力学方程,该方法相对于其他形式的动力学方程,计算量小、通用性强。最后以RRP(Revolute-Revolute-Prismatic)三连杆机械臂为例研究设计了可重构机械臂的控制器,并且通过仿真验证了算法对轨迹跟踪的有效性。     

可重构模块化机器人分布式控制算法研究

可重构机器人是基于一套事先设计好的模块，并根据特定任务的要求选择的一组模块装配成的机器人。为了实现快速重构，可重构模块化机器人不仅要实现机械结构构形的快速重构而且要实现控制系统的快速重构。根据多Agent理论中协商合作机制和机器人结构的分布性，可重构模块化机器人采用基于多Agent的分布式体系结构。利用微分运动理论提出了一种分布式控制算法，它能够适应三维空间的控制要求，从理论上证明了这种算法的收敛性。