结构误差对天线阵面电性能的影响

基于场耦合的概念,建立了有源相控阵天线阵面的机电耦合模型。天线阵面的阵元布置为环栅阵,仿真计算了阵面因子方向图和阵面方向图。依据此环栅阵,将结构误差加入机电耦合模型,得到结构变形误差,阵面加工误差,累积安装误差对天线阵面电性能的影响数据。研究分析结构误差对天线增益、栅瓣电平、波束指向和波束宽度等天线阵面电性能指标的影响,可知天线阵面对振动的位移响应对电性能的影响满足系统的指标要求,阵面加工误差和累积安装误差对天线阵面电性能的影响较小。     

基于结构误差的六边形相控阵天线电性能分析

相控阵天线(Phased Array Antenna,PAA)阵面加工、安装中产生的随机误差导致天线电性能的下降,严重制约高性能PAA的发展.通过考虑互耦参数,且将阵面存在的结构误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面六边形PAA阵面结构误差与天线电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了考虑互耦时结构误差与天线电性能的定量关系,以及天线阵元个数变化时,阵元安装精度和阵面平面度对天线电性能的影响规律,为工程设计人员帝定天线结构方案与制造公差提供了重要参考.     

基于阵面变形误差的有源相控阵天线电性能分析

有源相控阵天线（Active Phased Array Antenna,APAA）阵面安装产生随机误差,振动冲击、热功耗等引起阵面变形,二者产生的阵面结构变形误差会导致天线电性能的下降,已成为实现高性能APAA的难点之一。将阵面变形误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA阵面变形误差与电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了天线阵元个数变化时,阵面变形误差对天线电性能的影响规律。     

一种确定最佳天线阵几何形状的图解法

一、引言本文介绍了一种确定平面相控阵天线最佳阵面倾斜角和单元栅格几何形状的新的图解法,天线的扫描范围是用地坐标规定的。这种方法虽然实现起来很简单,但由于它依据某一图线清楚地表示了所需要的方位角扫描范围与仰角扫描范围之间的关系、单元栅格几何形状、栅瓣位置、栅瓣扫描边界     

考虑枕效应的网状可展开天线电性能预测

提出了一种预测网状可展开天线电性能的数值计算方法.针对网状可展开天线采用三角形拼合的这一特点,首先从结构力学出发确定天线枕效应变形,然后采用巴斯卡图插值进行面片网格划分,给出了网格划分准则,其次通过最佳吻合抛物面确定最优馈源的位置和指向,最后考虑丝网的电磁漏射对网状天线进行电性能预测.通过仿真算例验证了该方法的可行性和有效性.     

空间充气展开天线初步研究

结合3.5 m充气天线地面样机的研制,分析了柔性充气展开天线的结构形式和材料特性,对充气天线结构仿真分析、形面精度测量技术、电性能测试等进行了初步探讨。该地面样机形面均方根误差小于2.5 mm,成功完成了充气展开试验和折叠试验,并具有电性能,为进一步进行空间柔性可展天线研制积累了经验。     

印刷环天线的谐振特性

本文基于环形几何上的超二次曲线表示,分析一组印刷环天线的谐振特性。首先给出求解天线电流分布和辐射场的统一数值计算公式,然后通过改变超二次曲线的形状参数,分析印刷在不同介质基片上环形天线的形状与其谐振电阻和谐振环周长的关系。结果表明,可以通过调整环形天线的几何形状获得与馈线相匹配的谐振电阻。     

一种用于电扫阵列的栅瓣规避策略研究

电扫阵列以其波束方向可控、扫描灵活和增益高的优势,在相控阵天线中得到广泛的应用。由于阵因子是周期性函数,从而导致了栅瓣的出现。栅瓣的形成使得从栅瓣"看"到的目标与主瓣"看"到的目标易于混淆,导致目标位置模糊。在电扫阵列栅瓣数值特性的研究基础上,对14×14的相控阵天线进行Matlab仿真。通过采用相控阵天线捕获技术,并结合传统天伺系统的扫描方法,提出了一种合理的跟踪策略,有效地避免了栅瓣的不利影响。     

印刷环天线的谐振特性

本文基于环形几何上的超二次曲线表示,分析一组印刷环天线的谐振特性,首先给出求解天线电流分布和辐射场的统一数值计算公式,然后通过改变超二次曲线的开头参数,分析印刷在不同介质基片上环形天线的形状与其谐振电阻和谐振环周长的关系。结果表明,可以通过调整环形天线的几何形状获得与馈线相匹配的谐振电阻。     

有源相控阵天线瞬时宽带性能改善研究

采用无色散特性的模拟或数字移相器会导致天线波束指向随频率发生变化,即相控阵天线的孔径效应。工程上一般在子阵级别上采用色散特性的实时延迟线拓展相控阵天线瞬时带宽,但是子阵级延时量化误差会产生周期性栅瓣,导致天线副瓣性能恶化。文中提出在通道(或多通道收发组件)上设置小位延迟线、与子阵级大位延时线叠加使用,消除或改善子阵级延时误差造成的性能恶化。结合X波段有源二维阵列天线,对单元级、子阵级、子阵+单元两级三种情况进行了仿真。仿真结果表明,子阵+单元两级延时方法在扩展相控阵天线瞬时带宽的同时,能明显改善相控阵天线的副瓣特性,且具有较强的工程可实现性。     

分布式阵列方向图设计与栅瓣抑制方法研究

针对分布式阵列栅瓣抑制问题,提出了基于非周期阵列和随机阵列的分布式阵列方向图设计方法。首先,利用 Minimax 优化方法对子阵的边界进行优化并获取子阵最优位置参数, 实现分布式子阵随机优化布阵,从而消除阵列的周期性并最大限度地抑制栅瓣;其次,采用角度旋转的方式来消除分布式子阵之间的周期性,使得在方向图优化设计时能够避免栅瓣的累积叠加, 达到抑制栅瓣的目的。仿真分析结果表明,所述方法能够有效抑制分布式阵列的栅瓣,获得无栅瓣影响的分布式阵列方向图。     

亚波长光栅的模态特性与衍射效率及其应用

采用模态理论研究了TE偏振与TM偏振入射光在一维亚波长光栅区域的模式特性,分析了不同传播模态的有效折射率及其差值与入射条件、光栅周期、光栅深度及光栅填充比之间的关系,使用干涉法得到了在考虑光栅凹槽深度的情况下两种模态的光栅衍射效率。应用亚波长光栅的模式特性与光栅衍射效率设计了一种偏振分束器,其特性是在利特罗入射的条件下,单色光波在0级衍射处为TM偏振,在-1级处为TE偏振。     

多芯光纤光栅形状传感性能与重构误差研究

多芯光纤光栅形状传感技术利用空分复用以及应变监测的优势,结合不同的栅点布设方案,实现待测对象的连续曲率和形状传感。首先介绍了多芯光纤光栅曲率和挠率传感原理,提出采用齐次矩阵变换的三维重构算法实现光纤的三维形状重构。为了探究不同光栅密度对实验精度的影响,利用算法编程模拟了不同光栅间距下的三维形状重构精度,依据模拟仿真的结果,建立了不同光栅间距与三维重构误差之间的关系。三维形状传感实验使用光栅间距为10 cm和5 cm的七芯光纤光栅串。实验结果表明,最大误差出现在尾点处,分别为2.56 cm和1.15 cm,占全长的3.2%和1.4%,平均误差为1.32 cm和0.62 cm,占全长的1.7%和0.8%。实验结果与仿真值比较接近,说明可以依据仿真结果对不同光栅间距下的三维形状误差进行预测。结合具体的应用场景合理配置测点资源,在较低的成本范围内实现高性能的检测。     

FBG形状传感器应变传递与传感性能研究

为提高光纤布拉格光栅(FBG)形状传感器的形状重建精度,减小光栅点的重建位置误差,设计了一种FBG传感元件结构。通过建立传感元件应变传递力学模型,推导出平均应变传递率表达式,并结合传感元件有限元仿真模型,分析了相关结构参数对传感元件应变传递率的影响,将有限元仿真与理论计算结果进行对比,验证了理论模型的有效性。进而分析了应变传递率对传感系统形状重建精度的影响,得出当光栅点应变传递率保持在90%以上时,光栅点的重建位置误差将保持在0.08mm内。该研究表明,通过合理控制影响参数,可有效提高传感元件应变传递效率,减小传感系统形状重建位置误差,从而提高光纤形状传感器的形状重建定位精度。     

Evaluation of an automatic method to extract the grating couplingcoefficient in different types of fabricated DFB lasers

Distributed feedback (DFB) laser parameters such as grating coupling coefficient, effective indices, facet reflectances, and the phases of facet reflectances have been determined using a method based on least-square fitting of theoretical spectra to measured, subthreshold DFB laser emission spectra. The only inputs needed are geometrical parameters such as length, grating period, and internal grating phase shifts. A larger number of devices have been successfully characterized, and consistent results have been obtained in both 1.3-μm multi-quantum-well (MQW) DFB lasers with both facets as-cleaved, and in 1.55-μm MQW DFB lasers with no, one, or two facets as-cleaved     

Analysis of directional grating-coupled radiation in waveguide structures

Radiation scattered from diffraction gratings on the surface of waveguides is analyzed using the volume current method. This technique allows the interpretation of the grating elements as scattering centers of the underlying waveguide mode, and radiating sources for the diffracted fields. The framework allows separation of the effects of the grating array global periodicity and the effects of the specific shape of the individual grating elements. A straightforward analogy between the effects of the grating element shape and the behavior of phased-antenna array systems allows a clear and intuitive understanding of the effects of blazed gratings on the directionality of grating-coupled radiation. The analysis is applied to some specific geometries.     

DVD光学头伺服误差信号分析

本文对DVD光学头采用像散法提取聚焦伺服信号时慧差对探测器上光斑形状的影响进行了分析,重点讨论了聚 焦误差信号的分析和循迹误差信号的分析,并给出了相应的实验结果,指出了实际操作中聚焦伺服的离焦范围和光栅调整到 位与否的判断方法。     

JPEG2000对PMP图像压缩效果的定量研究

探讨了新一代静态图像压缩标准JPEG2000在三维面形测量中的应用.针对三维面形测量中的相位测量轮廓术,在减少图像存储空间,同时又不明显降低图像应用质量的前提下,采用了JPEG2000有损压缩技术对光栅投影图进行压缩.对相移法中得到的变形光栅图进行不同压缩比的压缩,比较了压缩后重构图像展开的相位与未经压缩的原图展开的相位之间的误差.通过定量计算压缩前后相位函数间的最大误差和均方根误差,分析了在相同压缩比的条件下,三维面形复杂程度与三维重建误差的关系.文中还比较了不同相移次数的光栅投影图的压缩对相位误差的影响.本文的研究结果对在相位测量轮廓术中合理的选择JPEG2000图像压缩比具有参考价值.     

复杂目标双站图形电磁计算

应用物理光学法（ＰＯ）与等效电磁流法（ＥＣＭ）分别计算了复杂目标双站散射中面元与棱边的散射场。在ＷＩＮＤＯＷＳ ＮＴ／９８微机平台上利用软件图形标准接口Ｏｐｅｎ ＧＬ和硬件图形加速卡对目标和背景像素进行实时显示和自动消隐,通过对各像素点的散射场计算和要位综合求得总散射场,从而将ＧＲＥＣＯ扩展为双站图形电磁学。数学模型和实例说明了本方法的正确性,对＊＊战斗机双站ＲＣＳ进行计算,对将来虚拟现实系统环境     

Spectral theory of EM wave scattering by periodic strips

A new method is proposed for analyzing electromagnetic (EM) wave scattering and waveguiding by a planar periodic system of thin and perfectly conducting strips. The method exploits some known properties of Fourier series with coefficients expressed by Legendre polynomials. The method can be used to solve problems associated with EM wave propagation and polarization having an arbitrary angle with respect to strips in arbitrary anisotropic media, multiperiodic systems of strips, and layered systems of skewed periodic strips. In the paper the method is presented by an example, namely the scattering of EM waves from a grating consisting of perfectly conducting strips in vacuum. Numerical calculations show that the method converges much faster than do alternative methods