一种子阵级平面相控阵相干源超分辨新方法

二维子阵级超分辨方法对于多功能相控阵雷达具有重要意义.提出了应用于相干源的子阵级WSF的信号模型.应用简化阵列流形是降低大型相控阵校正成本与代价的十分有效的途径.为此引入子阵级加权网络并构造出基于近似高斯方向图的简化阵列流形,使超分辨测向的灵活性大大提高.该方法克服了直接简化阵列流形方法测向范围无法调整且旁瓣源不能够被完全抑制的缺陷,与基于高斯方向图的简化阵列流形方法相比,运算代价得到显著降低,而测向性能却基本保持不变.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

基于高斯方向图的二维子阵级相干源超分辨测向

二维子阵级超分辨测向在相控阵雷达中具有重要应用.本文研究适用于相干源的子阵级ML估计方法.提出了子阵级ML估计的信号模型.利用子阵相位中心与增益来构造简化的阵列流形,使相控阵的校正成本与代价得到较大的降低.引入加权网络对子阵输出进行后处理,大大提高了阵列处理的灵活性.构造了高斯模式的子阵方向图.与直接简化的阵列流形方法相比,基于高斯方向图的简化阵列流形方法克服了其测向范围无法调整的局限性,且能更好抑制旁瓣源.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

二维子阵级相控阵空间谱估计方法

目前已提出的空间谱估计方法绝大多数需要已知所有阵元的数字化输出信号,即为基于阵元级的方法.我们对应用于相控阵雷达的二维子阵级空间谱估计方法进行了研究.采用简化的阵列流形,只需精确地确定子阵相位中心与增益,大大降低了对相控阵的校正成本与代价.但其有效的方向估计范围只在子阵的3dB波束宽度内,然而与波束扫描相结合可实现任意空间范围内的方向估计.通过引入加权网络对子阵输出进行后处理,提高了阵列处理的灵活性;构造了基于理想子阵方向图的简化阵列流形,克服了直接简化阵列流形方法的测向范围无法调整的局限性,并能更好地抑制旁瓣源.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

一种有效的子阵级波束扫描旁瓣抑制方法

在子阵级数字波束扫描中,方向图的旁瓣抑制是一个重要问题.分析了子阵级波束扫描的方向图特性.基于正态分布的期望子阵方向图来构造加权网络,得到了旁瓣很低的新子阵方向图,较好地抑制了子阵级波束扫描的方向图旁瓣;与基于理想空域滤波器的期望子阵方向图方法相比,显著改善了旁瓣抑制效果.仿真结果证明了所提出方法的有效性.     

线阵阵元位置误差造成的测向误差估算

阵元位置误差导致阵列流形改变,形成误差流形,子空间算法搜索既定理想流形,从而产生测向误差(准确性和分辨力降低).将线阵的误差流形与理想流形看作CN中的曲线,以微分几何为工具,分析了子空间与二者之间的相互关系,给出了测向误差的估算方法.仿真结果说明这种估算方法在一定条件下可行.     

基于栅瓣宽度的稀疏阵列方向图综合算法

首先对子阵级稀疏阵列进行建模,针对子阵级稀疏阵的子阵间距远远大于半波长而导致子阵级稀疏阵列方向图主瓣附近具有大量栅瓣的问题,提出了方向图栅瓣宽度的概念,为了抑制方向图的栅瓣宽度,提出一种基于栅瓣宽度的子阵级稀疏阵列优化算法,解决了方向图栅瓣电平在满足一定的要求下使栅瓣宽度最窄的问题,最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

大型阵列天线子阵划分及栅瓣抑制方法

利用遗传算法(genetic algorithm, GA)将大型阵列划分为非均匀邻接子阵,以主旁瓣比作为适应度函数,并对遗传操作增加约束条件,得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。提出了基于子阵级的波束扫描方法,在每个扫描分区内无需改变阵元权值,仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描,并分析了不同扫描角对阵列方向图的影响。为了抑制大扫描角带来的高旁瓣,运用自适应原理使子阵级方向图在高旁瓣位置形成凹陷。分析与仿真结果表明,该方法能够进一步提高阵列方向图的主旁瓣比,增加扫描分区的范围。      

基于精确响应控制的子阵波束赋形算法

相控阵多采用子阵划分来减少通道数,针对均匀划分子阵的波束赋形问题进行研究,提出了一种基于精确响应控制的波束赋形方法。具体来讲,首先由输出期望方向图和单个子阵静态方向图得到子阵级期望方向图;在此基础上利用精确阵列响应控制方法计算出最优权向量,使子阵级静态方向图满足于子阵级期望方向图;最终成功实现了均匀划分子阵的波束赋形。所提算法具有实现简单、灵活性强、适用范围广的优点。文中对所提算法进行了仿真验证,充分证实了所提算法的有效性,可以为子阵的实际工程应用提供重要的理论支撑。     

一种可有效降低运算代价的子阵级波束扫描的旁瓣抑制方法

在子阵级相控阵中,对于多波束形成等很多应用,需要在子阵级进行数字波束扫描。此时抑制扫描方向图的旁瓣是一个重要问题,而其关键在于构造有效的子阵级加权网络。该文将整个阵列作为一个超阵、将每个子阵作为一个超元来考虑,基于用超元方向图近似表示真实子阵方向图的处理思想,使得构造加权网络所需要的各矩阵的维数由原来与阵元数相同降低为与子阵数相同,从而可十分显著地降低运算代价;而且可得到波束形状、宽度及增益均很接近的新的子阵方向图。该方法可在一定程度上抑制子阵级波束扫描后的阵列方向图旁瓣。仿真结果证明了其有效性。     

基于对数螺旋阵的波达方向估计

系统渡达方向(DOA)的估计能力受天线阵的几何结构影响很大.提出了一种新的二维天线阵列流形--对数螺旋阵,该阵列流形具有天线单元数少、天线孔径大、分辨力高的特点.通过粒子群优化方法(PSO)确定了无栅瓣的阵结构参数,计算了此阵的天线方向图并与矩形阵、圆环阵做了比较,利用MUSIC方法进行了二维空间谱估计,仿真结果表明:利用该对数螺旋多天线阵可以实现高分辨二维DOA估计.     

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。     

子阵模块不同排列对相控阵天线辐射特性的影响分析

辐射单元矩形栅格排列是相控阵天线中最简单的排列方式,也是最常用的一种排列方式。它是把整个阵面划分成许多矩形栅格,每个辐射元占据一个自然格或栅格的交点。而本文对子阵模块间采用三角形栅格而子阵模块内采用矩形栅格的排列方式进行了分析,通过理论分析验证这种排列方式比普通矩形栅格排列有较大优势。     

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。     

多联骨牌子阵天线阵列的波瓣性能研究

在相控阵天线阵面设计中,为降低系统复杂性及工程成本,通常采用子阵技术来实现。同时,为了较好地抑制栅瓣,文中引入了多联骨牌子阵,给出了两种采用不同子阵结构和排列方式的天线阵列,并对有限视场下的扫描特性进行了仿真。通过对仿真结果进行对比和分析研究,验证了多联骨牌子阵实现阵列方向图低副瓣的有效性。最后,提出了采用多联骨牌子阵进行天线阵列设计需要进一步研究的方向。     

基于粒子群优化算法的非均匀子阵波束形成技术

基于粒子群优化算法提出了一种非均匀子阵波束形成方法。首先利用粒子群优化算法实现线阵最优非均匀划分;其次在线阵最优划分的基础上扩展到面阵最优非均匀划分;最后在面阵最优非均匀划分的基础上在期望区域内形成任意指向的波束。该方法既可以在期望区域内形成任意指向波束,又充分发挥了子阵级波束形成的优势。仿真结果表明该方法是有效的。     

一种低旁瓣子阵级自适应波束形成方法

相控阵雷达在军事上的应用日渐广泛,要满足雷达系统性能日益增长的需求,必须采用大孔径天线,以便得到更高的角度和距离分辨率。大型面阵的全自适应波束形成计算量庞大,采用子阵级自适应波束形成可以用较小的代价实现较优的自适应性能。研究了等幅平面阵的子阵级波束形成技术,并针对非均匀划分的子阵结构,采用了子阵级通道噪声功率的归一化处理。该方法不仅能够有效降低子阵级方向图的旁瓣电平,其自适应性能保持良好。仿真验证了该方法的有效性。     

平板裂缝天线子阵激励装置设计及带宽分析

子阵激励装置的带宽特性对平板裂缝天线的波瓣带宽和驻波带宽有着重要影响,本文针对目前国内外常用的各种阵激励形成的带宽特性作了一些分析,并给出了其中几种阵激励形成的设计计算,文中主要讨论,分析了几种子阵激励装置的相位带宽和驻波带宽,并给出了相应的仿真结果和实验验证结果,为工程应用提供了设计参考。     

浅析地基反导预警雷达中的X波段相控阵天线

基于地基预警雷达的中段反导任务需求,首先,介绍了当前美国两类典型的X波段相控阵天线的系统架构、天线规模、扫描范围等特点;然后,从应用场景和波瓣性能分析比较了二者的区别;最后,介绍了一个采用高密度集成、大范围电扫体制的X波段相控阵天线工程实例。