口径天线的Taylor方向图族

为研究常见方向图间的内在联系及探求新的方向图,本文提出了一种新的综合技术—口径天线的Taylor方向图族。它是基于常规Taylor方向图零点规律修改而得的。文中讨论了这种方向图族的方向图构造、基本方向图族和形象的(S,α_1,α_2)座标系。新引入的参数α_1和修改定义后的σ,对低旁瓣单脉冲天线的研究和综合来说都是很重要的,文中还讨论了两个例子。     

口径天线的Taylor方向图族

为研究常见方向图间的内在联系及探求新的方向图,本文提出了口径天线的Taylor方向图族。它是基于Taylor方向图及修改其零点规律而得的。文中讨论了Taylor方向图的结构分析、Taylor方向图族的提出及它的基本方向图族和口面分布,提出了形象地表示方向图族成员的(S,α_1,α_2)座标系,简述了不对称Taylor方向图族和Taylor方向图族的集合。     

基于多重混合遗传算法的MIMO雷达天线布阵优化

研究正交MIMO雷达在给定发射、接收天线孔径长度和阵元数目固定等约束条件下的天线方向图综合问题.MIMO雷达采用稀布天线,为了克服栅瓣效应并且降低旁瓣电平,同时为了避免遗传算法早熟收敛,进入局部最优,提出了一种与模拟退火算法相结合的多重混合遗传布阵优化方法.该方法为了保证系统最大自由度,引入了距离扰动,同时对发射天线和接收天线的位置进行优化,有效解决了MIMO雷达天线方向图综合中低旁瓣电平设计问题.仿真结果证明了所提算法的有效性和优越性.     

多个抛物面合成天线的旁瓣抑制

采用多个小口径抛物面天线组成天线阵是反射面动中通系统降低天线高度的重要方法,但由于天线尺寸和数量的限制,合成天线方向图会形成较高的旁瓣。从理论上分析了抛物面合成天线的方向图特性,给出了几种降低峰值旁瓣电平的方法,并结合仿真实验讨论了不等幅馈电技术、天线间距以及子天线口径对合成天线峰值旁瓣电平的影响,采用遗传算法,以降低合成天线峰值旁瓣为优化目标对上述因素进行了全局优化。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明综合运用不等幅馈电技术和减小天线间距可以显著降低天线旁瓣电平。     

频谱仪测量方向图的机理及相关问题的分析

阐述了频谱仪测量天线方向图的机理和方法,研究了测试系统载噪比对天线旁瓣电平的影响,讨论了频谱仪测量天线方向图的最小动态范围条件,以及改善动态范围的方法。     

基于DEA的圆阵旁瓣电平优化方法

由于圆形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但是圆阵方向图却具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,文中针对均匀圆形阵列的天线单元,应用差分进化算法,分别进行唯相位、唯幅度、相位一幅度的方向图综合方法,进行旁瓣电平的优化。仿真结果表明：这些方法可有效地降低圆阵的旁瓣电平,为解决此类问题提供了有益的参考。     

超宽带TEM喇叭天线阵列的微遗传算法优化

采用阵列天线是提高超宽带天线增益和方向性,降低副瓣电平的有效途径.应用时域有限差分法对超宽带TEM喇叭天线进行了时域模拟和分析,利用叠加原理,得到了九元TEM喇叭线阵的时域辐射场信息;结合微遗传算法,对线阵天线的能量方向图进行了优化,获得了较窄的天线波束宽度,同时限制了天线阵列的最大旁瓣电平.与传统遗传算法相比,微遗传算法能更快获得收敛.     

基于改进的粒子群算法的二维阵列天线方向图综合技术

该文运用一种改进的粒子群优化算法对不等幅激励的矩形平面阵列天线的最大旁瓣电平进行了优化,采用对全局最优粒子微扰和跳变的惯性权重策略,并使用粒子群算法本身对参数组合进行了优化选择。新算法大大改善了优化速度和收敛精度。对二维阵列天线旁瓣电平优化和稀疏阵列方向图综合的良好结果也证明了该方法的有效性。     

改进CQPSO算法的双频航向信标方向图优化

针对仪表着陆系统中的双频航向信标（localizer,LOC）阵列天线最大旁瓣电平抑制和覆盖性能优化问题,改进了一种混沌量子粒子群（chaos quantum particle swarm optimization,CQPSO）算法,对既定约束的LOC阵列天线方向图进行馈电参数寻优。在分析双频LOC覆盖形成的基础上,剖析了国际民航组织对LOC信号的覆盖要求,获得LOC方向图应满足的约束条件。为提升全局寻优能力和有效避免陷入局部最优,引入混沌思想和加权平均最优位置对CQPSO算法进行改进,使用改进的CQPSO算法对20阵元等间距LOC阵列天线进行约束条件下的馈电参数寻优,并依据所获得的馈电参数仿真分析LOC阵列天线的方向性。仿真实验表明,改进CQPSO算法寻优得到的馈电参数形成的方向图,相比于目前广泛使用的24阵元等间距LOC阵列天线的方向图,在天线数量减少16.67%的情况下,航道信号辐射的最大旁瓣电平降低了3.32 dB,且覆盖性能更好;而相比于目前广泛使用的20阵元不等间距LOC阵列天线的方向图,航道信号辐射的最大旁瓣电平降低了25.55 dB,证明了改进CQPSO算法的有效性。     

卡塞格伦天线的辐射方向图控制

本文利用卡塞格伦天线辐射方向图理论分析之结果,讨论了最近由CCIR(国际无线电通信咨询委员会)提出的可应用于 D/λ>150的地面站天线的最大容许旁瓣电平要求,(D 为主反射器的直径)。此外,还考虑了较小天线的要求,并提出 D/λ<150时可能的旁瓣电平响应,虽然该分析明确地研究了轴对称结构,但其结果也适用于偏置几何结构的辐射特性。这就容许在必要时采用编置结构。     

对无干扰和干扰环境下雷达性能的评论

本文评述无干扰和阻塞干扰环境下电子扫描雷达系统的性能。导出干扰环境下雷达搜索和跟踪方式的质量因数,它和涉及旁瓣电平的天线方向图有直接关系。用各种不同的多部独立干扰机分析随机旁瓣模型。为了确定探测性能与平均干扰电平和干扰机数量的关系,导出探测概率分布情况。     

VSAT和USAT站天线性能设计目标及其局限性

简述了甚小口径天线终端(very small aperture terminal,VSAT)和超小口径天线终端(ultra small aperture terminal,USAT)站天线口径的划分及等效口径的计算方法.系统介绍了VSAT和USAT站天线性能的设计目标,即天线方向图的旁瓣特性、交叉极化特性和偏轴等效各向同性辐射功率.指出了VSAT和USAT站卫星通信天线性能设计目标的局限性,并提出了VSAT和USAT站天线方向图第一旁瓣电平要求的建议.     

基于迭代FFT算法的平面阵列交错稀疏布阵方法

交错稀疏阵列天线的设计需要实现“稀疏布阵”和“子阵交错机制”两个关键技术的有机“协同”.提出一种基于改进迭代快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation, FFT)算法的均匀面阵交错稀疏布阵机制.鉴于均匀矩形平面阵列天线激励与方向图存在二维傅里叶变换的关系, 该方法通过对均匀面阵方向图采样的频谱能量分析, 采用交错选取子阵激励的方法, 实现了面阵天线方向图频谱能量的均匀分配, 获得了近似相同方向图的交错子阵设计.在此基础上, 采用迭代FFT算法对交错子阵激励进行迭代循环, 有效降低了交错子阵的峰值旁瓣电平.理论分析与实验仿真证明, 相对于基于循环差集和互补差集的稀疏交错优化方法, 该算法实现的交错稀疏阵列设计具有方向图近似程度更高, 且峰值旁瓣电平更低的优点.     

抛物面天线的微带馈源

抛物反射面天线,在雷达及微波通信中是广泛应用的天线。近年来,由于卫星通信与卫星电视转播的发展,使它的应用日益广泛。抛物面天线由旋转对称的旋转抛物面(反射面)与馈源组成。由于反射面是固定的旋转抛物面,天线的性能在很大程度上取决于馈源的性能。所以,为了改善和提高抛物面天线的性能,近年来天线工作者把相当多的注意力都放在馈源的研究与改进上,要求馈源与反射面密切匹配。也就是说,作为反射面天线的馈源,要求它能在天线反射面的口面上形成一个适当的场分布。这种分布使得天线在某个频带内,在某一给定的旁瓣电平的前提下能得到最大的增益。这除了在设计天线时正确选择馈源的波束宽度与之相配外,还要求馈源的辐射方向图旋转对称、交叉极化激励得要低、旁瓣与后瓣电平要低,在 E 面与 H 面的相位中心要重合,再有馈源与其支架结构对天线的遮挡要小。     

Ka频段单偏置天线馈源定位精度分析

抛物面天线中,馈源与反射面的相对位置非常重要,因为它直接影响天线电气性能。以Ka频段单偏置抛物面天线为例,分析计算了馈源横向偏焦、纵向偏焦对天线方向图和增益的影响,并给出2组关于馈源偏焦距离与天线第一旁瓣电平和天线增益相对关系图,为今后天线结构设计提供一个理论依据。测试结果表明,该结果可以应用于实际工程。     

S波段天气雷达天线馈线方案的实验研究

提出了S波段8.54m天气雷达天线馈线波导的两种设计方案,在理论上定量计算这两种馈线对天线方向图的影响是很复杂的。在收、发天线距离为3023m的测试场上,借助实验的方法,研究了两种馈线方案对天线方向图旁瓣特性的影响。对实验结果进行分析后发现,天线在30°切割面的辐射方向图和90°切割面的第一旁瓣电平只有一种馈线方案满足指标要求,在实际工程中选择了这种馈线方案,并取得了满意的效果。     

基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化方法

在推导出栅格天线阵列方向图的基础上,提出一种基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化的方法。此方法首先简化栅格天线阵物理模型,给出等效模型下的阵列方向图,然后以栅格天线阵的短边电流幅度为优化参量,以阵列天线方位面的副瓣电平为适应度函数,利用遗传算法的最优化搜索得到满足副瓣要求的电流幅度,再通过电流幅度计算辐射单元阻抗,最终设计出满足要求的低旁瓣栅格天线阵。为了验证该方法的有效性,对一种频扫微带栅格天线进行了优化,在电磁仿真软件中对优化后的天线进行了仿真,根据设计结果加工制作了原型天线并进行了测试,测试结果显示优化后天线阵的副瓣电平降低了5dB,优化效果明显。     

平面反射影响天线的旁瓣参数

由于种种理由,促使我们设计低旁瓣天线。从理论上讲,天线位于理想的自由空间时旁瓣电平很低,而天线实际上都是位于非理想的环境之中,这对旁瓣电平会产生一定的影响。在这种环境中,当在远场区的辐射源绕天线运动时,不同方向的旁瓣电子可以由天线的记录输出确定,这种输出经适当的归一化处理町计算出辐射源的强度和距离。 众所周知,天线主波束内的小目标可能会在其它方向上产生大的旁瓣,这是由于来自旁瓣方向的信号可能会被这个目标散射到天线的孔径中去,这使散射的信号进入主波束(从而用主波束增益接收该信号)。若主波束不对准这个目标,这些大旁瓣就会消失。     

S波段天号雷达天线馈线方案的实验研究

提出了S波段8.54m天气雷达天线馈线波导的两种设计方案,在理论上定量计算这两种馈线对天线方向图的影响是很复杂的.在收、发天线距离为3023m的测试场上,借助实验的方法,研究了两种馈线方案对天线方向图旁瓣特性的影响.对实验结果进行分析后发现,天线在30°切割面的辐射方向图和90°切割面的第一旁瓣电平只有一种馈线方案满足指标要求,在实际工程中选择了这种馈线方案,并取得了满意的效果.     

1～18GHz宽带双脊喇叭天线的分析及仿真

本文研究了同轴线馈电的1～18GHz的宽频带双脊喇叭天线。分析发现，与通常的看法不同，喇叭天线辐射方向图并不能在全频带上保持轴线方向具有单一的主波瓣。实际上，在12GHz以上，辐射方向图的主瓣开始分裂为偏离轴线方向的四个较大的旁瓣，且相对主瓣电平旁瓣电平低6dBC。喇叭天线是较为理想的测试天线，这方面的应用已经有四十多年的历史，但是对这一非理想特性的解释，未见公开文献发表。为了深入研究这一现象，运用矩量法仿真分析了整个天线系统。仿真结果与1～18GHz频带上的测量值非常吻合，由此表明在EMC的应用中，使用这种型式的喇叭天线还存在一定的问题。