考虑互耦的相控阵面天线波束形成

本文从实现相控阵面天线低副瓣性能的角度出发,针对在实际的相控阵天线设计中由于阵列天线单元间的互耦效应,用理想的电流分布作为激励往往达不到所期望的副瓣电平要求这一缺陷,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时相控阵面天线阵元的电流分布,作出归一化电流幅度分布图,仿真实现了阵元互耦对相控阵面天线波束形成的影响效果,接下来用软件的方式补偿互耦所造成的影响,给出补偿的具体步骤,从而完成了相控阵天线波束形成的综合.     

考虑互耦的平面相控阵天线波束形成

针对互耦会影响天线方向图的问题,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时平面相控阵天线阵元的电流分布,仿真实现了阵元互耦对相控阵天线波束形成的影响效果,然后用软件补偿的方法补偿互耦所造成的影响,从而完成了相控阵天线波束形成的综合.     

互耦影响下的自适应圆阵分析

本文用矩量法严格分析了考虑互耦影响时自适应天线阵元的电流分布,给出了计算电流的解析式,并计算了八单元圆阵的电流分布。用等效网络法推导了考虑互耦影响时的最佳权矢量。仿真计算了不同阵元间距时,自适应阵的数字波束赋形。     

互耦影响下的自适应圆阵分析

本文用矩量法严格分析了考虑互耦影响时自适应天线阵元的电流分布，给出了计算电流的解析式，并计算了八单元圆阵的电流分布。用等效网络法推导了考虑互耦影响时的最佳权矢量。仿真计算了不同阵元间距时，自适应阵的数字波束赋形。     

8～12 GHz Vivaldi槽缝天线阵设计及综合

设计出口径为18 mm的8~12 GHz Vivaldi槽缝天线,并对由此组成的12元线阵进行了互耦研究,讨论了互耦对单元方向图的影响,提出了用本征方向图思路来综合天线阵,结合改进后的遗传算法,对包含互耦的12元Vivaldi线阵的副瓣电平进行了优化。结果表明,相比于传统方法,如切比雪夫综合法,本方法有效地解决了天线阵互耦问题,并对任意布阵的天线阵均适用,有较好的实用价值。     

一种考虑互耦的机会阵雷达波束综合方法

研究了机会阵雷达在阵元间互耦影响下的波束综合.考虑到大量天线单元的随机分布,基于子阵思想,提出了交叉划分子阵,利用矩量法计算子阵的互阻抗矩阵并构建机会阵的互阻抗矩阵,同时结合遗传算法优化各单元的激励状态、馈电幅度和相位,实现机会阵雷达的波束综合.以任意偶极子面阵和任意偶极子立体阵的波束综合为仿真实例,运用该算法,有效减小了计算量,给出了合适的子阵划分距离,并通过对比电磁仿真工具与不考虑互耦的仿真结果,验证了算法的正确性及考虑互耦的必要性.     

考虑互耦修正的机会阵雷达波束方向图综合优化

机会阵雷达大量天线单元在空间随机分布,波束方向图综合时考虑阵元间的互耦影响十分必要。该文基于子阵思想,提出交叉划分子阵,利用子阵的互阻抗矩阵构建任意阵的互阻抗矩阵,并结合自适应算法实现了互耦情况下的机会阵雷达的波束综合优化。该方法利用矩量法计算子阵的广义互阻抗矩阵,应用最大输出信噪比准则,在方向图区域施加干扰信号自适应地调整阵因子,综合了非均匀偶极子线阵和面阵,结果与FEKO软件仿真结果吻合良好。     

互耦效应下端射阵机载雷达STAP方法研究

互耦效应是阵列天线一个固有的重要属性,而端射阵天线由于其特殊的主波束指向以及抑制栅瓣所要求的小阵元间距,其阵列间存在的互耦效应比侧射阵更加严重.本文首先分析了互耦效应对端射阵天线方向图的影响,构建了存在互耦效应下的天线方向图模型;然后给出了考虑互耦效应的杂波模型并分析了互耦对端射阵机载雷达杂波谱以及STAP（Space-Time Adaptive Processing）性能的影响;最后提出了一种基于杂波协方差矩阵重构的互耦效应补偿方法.计算机仿真验证了所提方法的有效性.     

测向天线阵互耦效应分析

天线阵元间的互耦效应将导致天线阵列的电参数和方向性的改变,从而影响测向系统的性能。针对天线阵列各单元之间的互耦现象,提出了利用矩量法精确分析天线阵列各单元上的电流分布,进一步通过互阻抗网络计算法求出测向天线单元的实际激励电压的幅度和相位,进而得到天线的辐射和接收特性。对实际的均匀直线阵列超分辨测向系统中的互耦效应进行了分析,给出了仿真结果,验证了互耦效应对测向性能的影响。     

矩形开口波导间互耦的分析

开口波导是常见的相控阵的辐射单元,由于间互耦的影响,使天线单元在阵中的性能与孤立单元的性能大不相同。为了深入分析互耦对单元的反射系数及口面的场分布的影响,利用等效原理及切向磁场的连续性给出了求解波导口面磁流的积分方程,推导了计算公式。利用矩量法计算了口面磁流分布,分析了互耦对矩形开口的波导反射系数及口面磁流的影响。     

一种新型圆形智能天线阵互耦补偿研究

本文研究了一种新型圆形智能天线阵在3G通信系统所在频段的互耦补偿.采用矩量法分析了阵列的互耦和导引向量、阵列流形的补偿,在此基础上实现了下行链路波束形成和上行链路DOA算法的补偿,同时通过实验验证了互耦补偿的有效性.     

A Unified Mutual Coupling Model for Multiple Antenna Systems

The use of multiple antennas can offer substantial performance improvement to a wireless communication system by spatial multiplexing methods or diversity methods[1]. In the multiple antenna receivers, each antenna requires another Radio-Frequency (RF) front-end chain. To achieve high multiple antenna gain, the multiple received signals arriving at the Combined Signal Processor (CSP) module should be independent and hold balanced mean power[2]. There are several factors affecting the corre…     

Mutual coupling compensation of linear antenna array using evolutionary optimization technique

This paper presents an optimization-based approach to compensate for the mutual coupling effect and to reduce the sidelobe level (SLL) of the normalized radiation pattern by optimizing the current excitation amplitude of the antenna array elements. Due to the mutual coupling effect, the SLL of the radiation pattern is increased, and thereby, the field pattern of the antenna array is severely degraded. This causes interference with other communication systems working at the same frequency. Toward the compensation of the mutual coupling effect and reduction of SLL, the Cat swarm optimization (CSO) algorithm is employed, and the excitation amplitudes of the antenna elements are optimized. In this regard, optimizing the cost function is defined by introducing the impedance factor (IF), calculated by using the self-impedance and mutual impedance of the antenna elements. The proposed method for the synthesis of a mutually coupled linear antenna array is less expensive, simpler to use, and more effective. Array sets of 4, 6, 8, and 10 elements are considered for optimization.     

多波束阵列天线单元互耦效应分析

互耦效应导致阵列天线单元间耦合能量的矢量和随扫描角而变化，在特定频率和方向上可能产生较大的功率反射，并且引起方向图出现虚假波瓣。运用散射参数法对阵列天线单元互耦效应进行理论分析。阐述了其对天线性能的影响，提出了各种指标的实验测试方法。     

综合孔径微波辐射计互耦模型与校正方法

利用阻抗参数法分析天线互耦,根据综合孔径微波辐射成像原理,通过耦合矩阵建立了综合孔径微波辐射计互耦模型。用给出的模型,对互耦引起的反演亮温失真和校正方法进行了深入的理论分析,并给出通过优化天线匹配网络减小互耦影响的方法。仿真结果表明了互耦模型和校正方法的有效性,清晰地反映了互耦造成的反演误差。     

相位加权阵列天线的互耦分析及补偿

采用分段正弦基函数Galerk in法计算了阵列天线的阻抗矩阵,利用互耦阻抗方程分析了相位加权阵列的幅相恶化程度,且用矩量法分析了互耦对两种相对加权阵列天线性能的影响。提出了一种互耦补偿的方法即网络分析法,仿真结果表明了这种补偿方法的正确性和有效性。     

互耦效应对超大规模MIMO天线系统信道容量的影响

超大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线系统是6G的关键技术,由于天线单元间距很小,多个天线单元的互耦效应是影响其性能的因素之一。建立了基于石墨烯基贴片天线阵列-子阵列架构的超大规模MIMO天线系统,推导出了互耦效应影响下的信道容量表达式。通过电磁场数值计算仿真了超大规模MIMO天线系统的信道容量,结果表明,在不考虑互耦效应时,超大规模MIMO天线系统的信道容量与子阵列天线单元数、子阵列数以及发射机功率正相关;在互耦效应的影响下,系统的信道容量降低,互耦效应的强弱与子阵列天线单元的间距有关,天线单元间间距越小,相邻天线间的互耦效应越明显,系统的信道容量越小。该仿真结果可以为6G中超大规模MIMO天线系统的设计提供参考。     

天线匹配对莱斯信道下紧凑MIMO系统性能的影响

深入研究了存在天线互耦和空间相关时,天线匹配网络对莱斯信道下多输入多输出MIMO系统性能的影响,建立了包含相关莱斯信道、天线互耦和匹配网络的(MIMO)系统模型.通过仿真分析了匹配阻抗、天线互耦、空间相关性以及信道衰落环境对包络相关性和信道容量的影响.实验结果表明:莱斯信道下匹配阻抗对MIMO系统的影响与瑞利信道情况下有所不同,适当地选择天线匹配阻抗可以改善MIMO系统的性能.