一种全空域球面相控阵天线对非协同目标的过顶跟踪方法

针对天线对非协同目标过顶跟踪时天线角跟踪动态过大的问题,提出了一种应用于全空域球面相控阵天线的角跟踪方法。应用该方法,在球面阵天线对非协同目标的整个跟踪过程中可实现角跟踪系统全程低仰角跟踪,从而避免了球面阵天线在对目标跟踪过程中出现的高仰角过顶跟踪的问题。该方法在航天或航空测控领域有广泛的应用前景。     

提高一维相控阵二次监视雷达高仰角目标测角精度的方法

一维相控阵天线波束指向随仰角变化会发生偏移,对高仰角目标的测角精度产生较大影响。本文提出了一种高仰角目标测角误差修正方法,该方法通过测量天线不同仰角真实的天线方向图,建立与仰角相关的天线波束指向数据,利用二次监视雷达C模式获得飞机相对雷达仰角,对高仰角目标的天线波束指向进行修正,提高了一维相控阵二次监视雷达高仰角目标的测角精度。     

一种新的移动式精密进场雷达

单脉冲技术广泛用于跟踪雷达。对于低仰角跟踪,在仰角平面要求采用窄波束以便降低多路径信号,如地面反射。在这种情况下,希望用椭圆孔径。我们已经研制了一种具有高的跟踪精度和孔径效率的,采用相控阵天线和用于雷达进场控制的新的移动式精密进场雷达;这种相控阵天线由单脉冲馈线和椭圆孔径组成。本文简略说明该雷达系统。     

一种新的移动式精密进场雷达

单脉冲技术广泛用于跟踪雷达，对于低仰角跟踪，在仰角平面要求采用窄波束以便降低多路径信号，如地面反射，在这种情况下，希望用椭圆孔径。我们已经研制了一种具有高的跟踪精度和孔径效率的、采用相控阵天线和用于雷达进场控制的新的和移动式精密进场雷达；这种相控阵由单脉冲馈线和椭圆径组成。本文简略说明该雷达系统。     

子阵协同作用的波束形成技术研究

针对平面相控阵天线波束响应随扫描范围扩大急剧下降的问题,提出了一种子阵协同作用的波束形成方法,通过该方法可以改善相控阵天线的低仰角性能,扩大相控阵天线的作用空域。介绍了一种子阵协同作用下的相控阵天线阵列,对其协同作用的波束形成进行了仿真分析。构建了该相控阵天线的试验测试环境,通过试验测试验证了该方法的可行性及正确性。     

相控阵雷达波束资源管理

针对相控阵雷达波束资源管理问题进行了深入分析,重点研究了三坐标有源相控阵雷达自由波束的理论和实现问题,提出了适合于工程应用的算法,该方法能够依据数据处理对航迹的实时预测信息,解算高仰角目标的动态位置,通过波束调度完成对高仰角目标的跟踪,实现70°范围的仰角覆盖,通过在某定型产品中的应用,证明了该方法的有效性。     

雷达低角跟踪性能影响分析

基于相控阵雷达的天线波束形成原理和单脉冲体制测角原理，分析了波瓣分裂对雷达角敏函数曲线的影响以及多路径效应对S波段舰载有源相控阵雷达低空跟踪性能的影响，比较了改善跟踪低仰角目标性能的3种方法如偏轴跟踪和复角技术的现实性和可行性。     

过顶跟踪的天线座设计方法

论述了跟踪盲区的形成,并主要从天线座的设计的角度,介绍了几种解决过顶跟踪的方法。对各种过顶跟踪天线座提供了理论和实际依据,分析了各自特点,总结了一套较为完整的过顶跟踪方法。对于今后解决过顶跟踪问题有一定的启示作用。     

X-Y型天线座过顶跟踪分析

为了实现地面站天线对资源卫星等特殊用途卫星的全程无盲区跟踪,需要解决过顶跟踪问题。采用数学推理方法分析研究了X-Y型天线座的过顶跟踪原理及其盲区产生机理,结合圆轨道卫星推导出X-Y型天线座的最大跟踪角速度和跟踪盲区及其之间的关系,完成了X-Y型天线座的过顶跟踪分析,提出了在工作区域内避开跟踪盲区的方法。通过工程实践验证,采用X-Y型天线座的过顶跟踪方式,可实现工作区域内的无盲区跟踪。     

基于X-Y座架的过顶跟踪控制技术

在极轨卫星遥感地面站设备中,过顶无盲区跟踪是必须具备的功能。为了跟踪接收的时间尽可能地长,满足过顶跟踪能力的特殊要求,采用了基于X-Y座架的过顶跟踪控制技术。文章中分析了X-Y型座架的特点,解决了A-E座架高仰角跟踪盲区,同时分析了X-Y型座架跟踪不同轨道高度卫星出现的低仰角跟踪盲区。介绍了基于X-Y座架的极轨卫星遥感地面站中过顶跟踪关键技术的实现;分析了X-Y座架过顶跟踪伺服控制系统的坐标转换原理和外场标校技术。最后给出了系统实际跟踪极轨卫星的跟踪试验结果。通过工程实践验证,采用X-Y座架的过顶跟踪伺服控制系统,可实现一定高度卫星的工作区域内的无盲区过顶跟踪。     

一种双圆极化半球面相控阵天线的优化设计

针对全空域多目标通信的应用需求,设计了一种具有32阵元的双圆极化半球面相控阵天线。为满足低仰角目标通信需求,采用半球加圆柱的布阵方式,通过详细对比分析三种不同阵元排布方式下的天线性能,确定最优的布阵方式。仿真结果表明,该天线从0°~102.5°扫描过程中,天线增益大于13.3 dBi,增益波动小于2.5 dB。该相控阵天线能够适用于全空域多目标通信的场合。     

相控阵结合伺服辅助的车载动中通天线跟踪方法

天线跟踪功能是车载动中通系统( SOTM)提供无线通信能力的前提,相控阵天线能提供较好的跟踪性能,但是存在波束扫描范围有限的问题。为实现相控阵天线全方位跟踪能力,提出了一种相控阵+伺服辅助的方法。给出了算法数据处理流程,并完成了原理样机设计。根据原理样机工作原理给出了跟踪角误差计算公式,测试结果与计算结果相符。测试结果表明：在(57.88~115.76)。/s角速度下,通信链路信噪比损失小于0.5 dB。     

Ka频段大规模相控阵稀疏布阵算法设计与应用

针对大规模卫星通信相控阵天线在阵元受发射/接收组件、驱动放大器等布局限制条件下的稀疏布阵问题,提出了一种基于极限微扰法的随机稀疏布阵算法。通过极限微扰率和随机稀疏算法的迭代应用,能够较容易地收敛到目标稀疏率下的稀疏阵列分布,且能得到均匀的稀疏布阵结果,改善相控阵天线由于局部过热导致的散热困难的问题。基于此方法,对满阵为4 096阵元的大规模相控阵天线进行了稀疏化设计,最终得到1 552阵元的稀疏阵。仿真和实测结果显示通过该算法能获得较好的阵列方向图结果,在方位角0°~360°、俯仰角0°~60°范围内副瓣均低于-16 dB。     

相控阵测控技术（二）：相控阵连续闭环角跟踪的系统误差

在对机扫天线相位和差单脉冲角跟踪精度分析的基础上,针对相控阵具有相位敏感度高、电扫伴随着增益和相移变化以及多通道合成、多方向标校等特点,分析了相控阵相位和差单脉冲角跟踪系统的跟踪精度,讨论了它的误差源及其产生的物理机理,推导出了相应的系统误差表达式,并提出了减小误差的相应措施。     

Tracking error of phased array antenna

The tracking error of a phased array antenna between transmitting and receiving frequencies was measured by in-flight experiments using a geostationary satellite. The tracking error was found to depend on beam-scanning angle and the ratio of transmitting and receiving frequencies. Measured results agreed well with a theoretical prediction. An effective method to eliminate the tracking error is proposed     

舰载平面相控阵天线安装倾角的设计方法

利用舰载惯性导航系统提供的姿态信息,对处于静态和动态姿态下的舰载平面相控阵天线的波束指向变换进行了分析,得到了平面相控阵天线的扫描角。在此基础上,以相控阵天线最大扫描角度最小为目标,给出了天线随舰载安装平台处于运动姿态条件时的安装倾角的设计方法。该方法能够在给定的舰船纵摇和横摇范围内,针对相控阵天线需求的空域扫描覆盖范围,实现对任意多面旋转布阵的平面相控阵天线安装倾角的计算。由该方法计算得到的天线安装倾角能够使平面相控阵天线有最小的最大扫描角,从而提高相控阵天线的电气性能。     

Wideband Capon Beamforming for a Planar Phased Radar Array with Antenna Switching

A wideband beamforming algorithm for estimating the azimuth angle, elevation angle, velocity, and range using a planar phased radar array with antenna switching is proposed. It uses the time-variant steering vector model. Simulation results illustrating the performance of the proposed beamformer are presented.     

一种高效的高精度相控阵雷达工程测角方法

相控阵雷达波束宽度随着扫描角的增加而展宽,导致和差波束法测角精度降低,同时,为了解决雷达数据处理芯片存储空间小的限制,本文提出了一种高效的高精度相控阵雷达工程测角方法。该方法以频率值、S曲线系数等信息为输入,进行相应修正处理,查询参数表,求出波束内偏角量,结合波束中心指向,输出天线坐标系下的角度信息;再根据天线罩修正参数表,通过二维线性插值,计算由于天线罩折射引起的角度误差,输出最终修正后天线坐标系下的角度信息。通过仿真分析及暗室测试数据处理验证了工程测角方法的有效性。     

海面反射对一维相控阵天线影响的研究

海面反射引起的多径干涉效应,会造成宽波束雷达天线的俯仰波束分裂,导致雷达观测的盲区和目标跟踪丢失.文中从天线和电波传播的观点出发,分析了海面上单脉冲二次雷达询问天线的三维方向图特性,阐述了天线波束干涉的原理.详细分析海基一维相控阵雷达天线在姿态倾斜后的方位面和俯仰面干涉方向图,讨论了由于方向图变化引起的系统测角偏差,总结了降低多径影响的方法.