共形相控阵天线方向图综合

交替投影法灵活性强,效率高,且其收敛也非常好,尤其是在大型阵列天线的方向图综合中。文中给出了改进的交替投影法的计算步骤,并将该方法成功地应用于旋转抛物面(GPOR)上的2个共形相控阵天线的方向图综合。研究表明,该方法对共形相控阵天线的方向图综合适用且高效。     

基于阵元方向图的相控阵雷达辐射源识别技术

为了实现对相控阵雷达辐射源的个体识别,分析了相控阵雷达天线的方向图形成方式,提出一种基于阵元天线方向图的相控阵雷达辐射源识别技术。通过双站侦察数据得到相控阵雷达天线阵面的指向角,进而算得相控阵雷达的阵列因子函数,经过比对接收的雷达天线方向图和阵列因子函数,得到组成阵列的天线阵元方向图,最终将计算得到的天线方向图与数据库中的天线方向图进行匹配,完成对相控阵雷达辐射源的个体识别。该方法通过提取相控阵雷达天线方向图的不变个体特征,实现了对相控阵雷达辐射源的个体识别。仿真实验结果表明所提方法能够有效地对相控阵雷达辐射源进行识别。     

毫米波锥面共形相控阵天线的仿真与优化*

以弹载共形相控阵雷达导引头天线为应用背景,在未考虑极化的情况下,首先推导了任意共形天线单元方向图从局部极坐标系到全局极坐标系转换的一种实用方法;然后采用凹槽加载的中心馈电方式设计了毫米波锥面共形微带天线单元,并建立锥面共形相控阵天线模型,推导了锥面共形天线阵列的导向矢量及其方向图函数;最后采用能量迭代法对15 阵元的锥面共形相控阵天线方向图进行了仿真优化,在副瓣电平约束和零点约束两种情况下,分别给出了相应最优加权矢量的求解方法,实现了对方向图波束指向、副瓣电平以及零点的控制。     

共形微带天线相控阵阵列的仿真优化设计

针对平面阵列天线的诸多缺点,设计了适用于工作频段34～36GHz的共形相控阵天线。依据共形微带天线阵列的设计思想及方法,选取了柱面微带贴片天线做阵列辐射单元,通过CST软件对天线的几何尺寸进行仿真和优化设计,得出了共形天线阵的各种性能指标。仿真结果表明：在该毫米波波段下设计的共形相控天线具有优良的性能,为今后设计出最优的天线阵提供了依据。     

锥台形阵列天线滑动式扫描特性研究

锥台形阵列天线具有全空域扫描的能力,利用锥台形阵列天线所具有的旋转对称性的特点,在方位面采用滑动式扫描,使锥台形阵列天线波束在方位上具有各向同性的扫描特性,并讨论了滑动式扫描的配相方程和锥台形阵列天线的方向图函数。     

毫米波共形相控阵雷达导引头的阵列稀布优化

该文针对毫米波共形相控阵天线阵列稀布引起的栅瓣问题,提出了一种最优极化(交叉极化电平最小)条件下的阵列稀布优化准则。该方法首先建立毫米波共形相控阵雷达导引头极化辐射方向图的数学模型,通过对圆极化和线极化两种极化方式下交叉极化电平的比较,选取最优极化方式,选定阵列稀布优化的两组基本参数,然后利用改进的粒子群进化(MPSO)算法优化两组参数条件下的阵元分布,对比阵元分布优化后的天线方向图确定阵列稀布优化的基本准则,来有效抑制由于阵列单元稀布而引发的栅瓣效应。仿真试验证明该准则的合理性。     

相控阵雷达系统建模中的天线仿真技术

在对相控阵雷达系统建模仿真工作中,相控阵天线建模仿真是其中的关键所在。首先研究和探讨了平面相控阵天线仿真数学模型,给出了方向图数学函数。接着介绍了相控阵雷达系统建模中天线建模仿真的两种主要方法,多通道阵元级合成方法和方向图数据载入法。阵元合成法基于方向图数学函数给出了常规和差多通道的仿真算法,方向图载入法研究了如何对数据文件进行双线性插值来计算任意角度的增益。最后利用多通道阵元级合成方法进行了天线方向图建模仿真,通过仿真结果表明该算法的正确性,并说明两者仿真方法的适用条件。     

宽带低副瓣共形相控阵天线的设计

给出了柱面共形相控阵天线方向图的理论综合方法，相应的数值计算和优化结果，考虑了公差等因素之后研制出共形相控阵天线的馈电系统，实际的共形阵方向图测量结果表明：在１５％以上的带宽内，方向图的最大融瓣电平低于－３０ｄＢ，最后，讨论了共形相控阵的宽角波束扫描特性，并给出了相应的理论和实测结果。     

一种实用的相控阵近场诊断新方法

提出了一种相控阵天线近场诊断的新方法.传统的方法要诊断出相控阵天线单元的激励,必须已知阵列单元的方向图和探头的方向图.文中基于相控阵天线的激励、单元方向图、探头方向图和近场测量数据之间的关系,得到了相控阵天线的激励和近场测量数据之间的耦合方程.利用多项式插值,在不必已知单元方向图和探头方向图的情况下,求解出相控阵天线的单元激励.     

一种串馈的非规则天线阵

均匀规则阵列天线的副瓣电平较差,且波束宽度较宽,不太适合于一维高精度相控阵雷达系统.针对这些要求,提出了一种基于串联馈电网络结构的非规则天线阵列.该阵列采用串馈方式,结合带空腔的微波多层板技术,通过带状线缝隙耦合方式,避免了背向辐射,同时获得宽带特性.该阵列采用遗传算法对阵列进行优化,获得低于-18 dB的理论副瓣电平,同时相比均匀规则阵而言,波束宽度仅有0.2°的拓宽.对于20°的波束宽度而言,该波束宽度扩宽量可以忽略不计.该阵列的实测2:1驻波带宽为19.8%,方向图带宽为12.2%,在方向图带宽内,阵列的实测副瓣电平低于-16 dB,阵列的带内测试增益高于11.7 dBi,实测结果和理论设计相吻合,表明该天线阵列适用于一维相控阵天线.     

3D打印技术在机载超宽带共形天线中的应用研究

为提高共形相控阵天线的设计制造效率,在平面紧耦合天线的基础上,设计了与飞机襟翼曲面共形的紧耦合超宽带相控阵天线。按照共形天线的安装要求,提出了混合3D打印技术,即采用熔融堆积成型技术及微滴喷射成型技术实现襟翼流线型曲面模型的打印,并完成了紧耦合天线辐射层的打印,验证了3D打印技术在共形天线上的应用。加上馈电结构后对单元电压驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)和方向图进行了测试,结果表明所设计的天线在0.4～2.0 GHz范围内,VSWR、单元方向图和阵列方向图符合设计技术指标,为后续共形天线设计和加工提供了技术基础。     

一种相控阵天线小面阵波束评估方法

大规模相控阵天线的综合问题是相控阵天线领域的技术难点,引入了一种实物测试与理论推导相结合的评估方法,通过分析小型阵列的方向图特性以评估大型阵列辐射性能。选取合适的小面阵规模,对阵中单元的方向图指标进行分析,通过仿真和测试的方法得到小型阵列的方向图特性,并借此通过理论推导的方法对大型阵列的辐射模式进行分析,快速便捷地得出其辐射特性。提出了小面阵试验应具备的硬件条件及测试方法,通过实物样机进行了测试验证。     

雷达技术小知识

共形相控阵天线 conformal phased array antenna 阵列单元构成的曲面与具有一定几何形状的表面共形的相控阵天线。这些表面通常是飞机、导弹或其它运动平台的外形面。共形可以是由于空气动力学的需要，也可以是为了减少天线的雷达横截面。     

共形相控阵天线的应用与关键技术

相控阵天线技术在雷达、通信、电子战、导航等领域获得了广泛应用和高速发展,共形相控阵天线是相控阵天线发展的重点之一。文中讨论了共形相控阵天线在雷达、通信、电子战等领域的广泛应用前景及推动共形相控阵天线发展的主要原因,进而探讨了共形相控阵天线波束形成与扫描的原理及实现共形相控阵天线的一些关键技术。     

柱面共形蝶形微带天线的阻抗特性和方向图研究

研究了小曲率半径有限长度圆柱体上共形蝶形微带天线的阻抗特性和方向图.给出了不同曲率半径下的柱面共形蝶形微带天线反射损失和方向图的仿真结果.实际制作和测试了柱面共形微带天线的单元和二元阵列天线,仿真结果与实测结果比较吻合.研究表明:当圆柱半径较小时,不但方向图改变,而且谐振频率下降、阻抗带宽明显减小;当圆柱长度缩短时,方向图的起伏增大.     

基于DPSO算法的半球共形阵方向图综合

针对共形阵列天线方向图综合所需迭代次数大,且算法的收敛对初始值敏感问题,本文采用DPSO算法对半球共形阵赋形方向图综合进行了研究,通过对半球共球阵模型的建立,推导了所建模型的方向图函数。仿真结果表明,DPSO算法能够较快地综合半球共形阵的赋形方向图,是一种高效且实用的综合算法。     

稀疏共形阵列天线方向图综合

提出一种基于多任务学习的共形阵列天线稀疏优化方法.该方法在考虑单元方向图的全局旋转变换和单元极化状态差异的情况下,建立了共形阵列天线导向矢量模型,结合多任务学习框架,以均匀分布共形阵列天线同一平面上阵元的方向图作为目标任务进行学习,通过稀疏向量支撑区的识别,将欠定的阵列流形矩阵方程转换为超定的特征矩阵方程进行求解,在实现阵列方向图逼近的前提下,建立了共形阵列天线阵元激励与位置联合稀疏优化的多任务学习模型.通过分块坐标下降法对稀布共形阵列天线多任务学习模型进行求解,实现了共形阵列天线的稀疏优化布阵.理论分析与实验仿真证明,该方法能有效减少共形阵的单元数量,简化共形阵列天线结构,获得与均匀分布的共形阵列天线性能一致的天线方向图,解决了稀疏共形阵列天线方向图综合优化设计难题.     

基于电磁超表面的宽角扫描相控阵天线

提出了一种基于电磁超表面的宽角扫描相控阵天线设计。其工作频率为19.6～21.2 GHz,扫描角度为二维±60°,相控阵天线单元为介质加载的波导口形式。为改善该相控阵的宽角匹配和辐射特性,用基于PCB工艺的电磁超表面替换常规的介质锥匹配结构。相控阵天线单元的仿真结果表明,超表面相控阵天线的有源反射系数更低。小规模阵列辐射特性的仿真结果表明,在±60°扫描角度范围内,超表面相控阵的最低增益相比常规相控阵提升了0.6 dB。中等规模阵列辐射特性的实测结果表明,常规相控阵在0°方位面扫描到60°时,辐射方向图会发生较大变形,天线辐射增益明显下降,而超表面相控阵的方向图仍保持完好,天线增益下降明显改善。上述仿真和实测结果证明,电磁超表面技术在改善相控阵天线宽角扫描特性方面可以发挥重要作用。     

共形相控阵天线方向图综合

本文给出了共形相控阵天线方向图的理论综合方法，相应的数值计算和优化结果已经得到。考虑了公差等因素之后研制出共形阵天线的馈电网络，实际的共形阵方向图测量结果表明：在１５％ 以上的带宽内方向图的最大副瓣电平低于－３０ｄＢ。     

一种低方向性的球形共形全向天线阵列设计

传统的球形共形天线阵列馈电网络复杂,每个天线单元需要单独馈电和控制相位,导致天线阵列效 率较低。文中提出了一种采用口径耦合馈电的单馈球面共形全向天线阵。为球形天线阵列设计了一个1 分30 的馈 电网络且直接集成在了阵列内部。这样可以通过一个端口给所有的天线单元馈电,从而降低了馈电的复杂度,提高 了天线效率。阵列的方向图在x-y 平面上是全向的。x-y 平面的增益变化小于1 dB,x-z 平面的半功率波瓣宽度约为 120°,实现了比传统全向更大的空间覆盖范围。天线的方向图最大增益为1 dBi。