秩损法互耦校正在GPS抗干扰中的应用

GPS空时联合(STAP)抗干扰技术是基于自适应波束形成的信号处理方法,通过干扰置零,能够对抗高功率的宽带和窄带干扰。理想的算法认为各个阵列天线之间互不影响,然而实际应用时,各个天线之间会产生互耦,严重影响系统性能。针对此,对自适应天线阵列及其互耦进行了建模,并采用秩损法进行互耦校正,最后将校正结果与分离迭代互耦校正算法作了对比。仿真结果表明,秩损法互耦校正不仅能够有效补偿系统因天线互耦损失的性能,而且在较高输入干噪比下其性能优于分离迭代算法。     

基于单次快拍的自适应天线阵互耦效应分析与校正

本文基于天线阵列的单次快拍数据,分析和校正了自适应天线的单元互耦效应.文中首先阐述了基于单次快拍数据的信号处理方法,介绍了构造权矢量法方程的方法,给出了系统恢复期望信号的表达式和形成自适应方向图的公式.采用矩量法互耦分析模型和"前向"方法,分析互耦对系统性能的影响.提出校正互耦的方法,给出了具体的计算方法和简洁的表达式.最后分别模拟了在强、弱干扰的环境下,互耦对系统分辨率和输出方向图的影响,并验证了本文方法校正互耦的效果.     

智能天线波达方向的互耦影响与修正

智能天线中阵列互耦的存在,严重影响了自适应天线的性能.基于分析天线阵列模型中阵元间的相互关联的特征的方法,构造互耦矩阵C,用C矩阵来修正波达方向估算中的互耦,并在MUSIC算法中实现.该方法理论分析与计算仿真表明该算法切实可行,有效并易于实现.     

一种可用于卫星导航抗干扰天线的降耦方法

针对基于功率倒置算法的空时自适应抗干扰技术中天线阵元间互耦误差严重恶化算法性能这一问题,分析比较了目前常见的应对解决方案,并提出一种新的可用于抗干扰卫星导航终端的天线阵列降耦方法。该方法通过在卫星导航抗干扰天线阵列中加载电磁谐振吸波器,降低天线阵元间互耦。实验数据表明,利用该方法可以使阵元间互耦降低10 dB,使抗干扰接收机最大抑制干信比提升5 dB。     

共享孔径交错稀疏阵列天线互耦误差建模与校正

共享孔径交错稀疏阵列天线是实现多功能阵列天线的有效途径。现有的参数化互耦消除方法都是针对均匀阵列天线展开的,其研究的互耦矩阵都是规则的方阵,对共享孔径交错稀疏阵列天线的互耦矩阵模型并不适用。在充分考虑共享孔径交错稀疏阵列天线中子阵内互耦的“稀疏”和“方位依赖”的特殊性后,通过将常规的互耦矩阵扩展表示为“非方”的“增广互耦矩阵”来对交错稀疏阵列天线子阵内和子阵间的耦合效应进行建模,并通过“增广互耦矩阵”的参数化估计最终实现了共享孔径交错稀疏阵列天线互耦误差的建模与校正。仿真结果证实了所提方法的有效性和可行性。     

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。     

对数周期偶极子天线阵的互耦分析

结合1970年Robert H. Kyle提出的对数周期天线间互耦的分析方法和1973年Hyong K Choe、Charles E Smith提出的对数周期天线分析方法分析了对数周期偶极子天线组阵时单元间的互耦,给出了阵中单元考虑互耦与不考虑互耦影响的电流分布、阵中方向图以及驻波比,并用该方法和Feco仿真软件计算了天线阵方向图,二者较好的一致性表明了该算法的正确性,得到了互耦对天线性能影响的结论。     

三维空间多天线相关性及互耦影响研究

针对三维传播环境下多天线系统空域相关性评估问题,首先将达波信号二维角度谱建模为更为通用的von Mises-Fisher（vMF）分布,并推导了不同阵列流型天线空域相关系数的解析式和近似表达式;然后分析互耦机理及其对接收信号矢量的影响,据此推导了互耦效应下天线空域相关性的闭式表达式,并给出了存在互耦的相关性与无互耦相关性之间的内在关系.仿真结果表明,本文推导的天线相关性表达式与数值计算结果非常吻合.另外,小角度扩展时,考虑互耦效应的天线空域相关曲线围绕着无互耦时的相关性曲线上下波动,且面型阵列具有更好的抗互耦能力.     

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.     

毫米波微带偶极子天线阵列

介绍了一种毫米波微带双面偶极子天线线阵。在单元天线设计的基础上，对相邻天线单元互耦的影响进行了仿真分析，然后根据实际测试结果，对相邻天线单元互耦的影响进行了分析。实测结果表明，该天线阵列具有较好的驻波和互耦性能，适合用于相控阵系统。     

阵元间互耦对测向性能的影响与分析

用矩量法严格分析了考虑互耦影响下，常用于超分辨测向的各种天线阵阵元的电流分布。然后根据等效网络法，分析了各种常见的天线阵阵元间的互耦以及互耦对一维和二维测向性能的影响，并为实际的天线阵布阵提供了一些技术参考。     

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。     

阵列天线互耦补偿技术研究

分析阵列天线的互耦机理,利用电磁散射理论研究阵列天线的散射特性,得到阵列天线的散射矩阵,并根据散射矩阵中的实际物理意义,将矩阵进行分解,推导出阵列天线的互耦补偿公式,避免了复杂的计算,并在实际测试数据的基础上,利用提出的算法进行互耦补偿,验证了该算法的有效性。     

背腔式缝隙天线混合方法降耦研究

运用混合降耦方法,提出了一种简单但高效率的减小背腔式缝隙天线耦合的结构,通过放置两对称寄生单元和去介质的降耦方法,经点频优化,与无附加结构的天线相比,在反射系数小于-10dB 的1. 7% 带宽范围内(中心频率为12GHz)互耦降低了9. 7dB,天线的方向图得到了改善,端射方向的能量减小。在点频优化的基础上,通过带宽内的优化进一步改善了耦合性能,在反射系数小于-10dB 的2. 2%带宽范围内互耦降低了11. 5dB。该降耦方法结构简单、成本低、易加工。     

Performance of adaptive array antenna with arbitrary geometry in the presence of mutual coupling

The effect of the mutual coupling between the array elements on the performance of the adaptive array antennas (AAA) is investigated when the actual received voltages which include the mutual coupling are directly used to estimate the weight vector based on the adaptive algorithm. The output signal-to-interference-noise ratio (SINR), the convergence of the adaptive algorithm and the synthesized pattern are evaluated to study the effect due to the existence of the mutual coupling. It is found that the mutual coupling affects the antenna adaptive gain, but does not affect the adaptive processing. It is also found that the mutual coupling does not always degrade the iterative convergence of the adaptive algorithm. It is proved that any invertible matrix for compensating the mutual coupling cannot improve the output SINR. It is also indicated that the radiation pattern can be correctly synthesized in the presence of the mutual coupling by introducing the universal steering vector (USV) whose element corresponds to the array element pattern.     

波达方向估计的一种互耦修正方法

阵列天线中互耦的存在,严重影响了天线的性能。基于分析天线阵列模型中阵元间的相互关联的特征的方法,构造互耦矩阵C,用C矩阵来修正波达方向估算中的互耦,并在MUSIC算法中实现。理论分析与计算仿真均表明该算法切实可行,有效并易于实现。     

复杂平台天线间耦合度预测的逐级等效法

复杂平台天线间耦合度计算是系统级电磁兼容研究的重要课题,给出一种解决复杂平台天线间耦合度问题的新方法——逐级等效法。逐级等效法把原始求解区域分成三个分区逐级求解,在求解一个区时,把上一区的等效源作为此区的激励源,最终求得天线间耦合度。通过此方法降低了每次运算时的计算量,使得许多原来不能计算的问题得到解决。为了验证方法的正确性,举例计算了一平台上天线间的耦合度,结果与矩量法计算的统一模型做了对比。最后以某大型战斗机上两天线间的耦合度为例,用逐级等效法解决了这一普通算法在现有计算机配置下很难计算的问题。     

考虑互耦的切比雪夫线阵天线波束形成

低副瓣是当今电子对抗时代中对雷达天线的必然要求,但由于阵列天线单元间有互耦的影响,实际的天线单元电流分布往往达不到我们设计的要求。本文在介绍切比雪夫线阵的设计公式和互耦的矩量法分析方法的基础上,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时切比雪夫线阵天线阵元的电流分布,仿真实现了阵元互耦对切比雪夫线阵各阵元电流幅度及相位的影响效果以及互耦对切比雪夫线阵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,从而完成了切比雪夫线阵天线波束形成的综合。