端射阵机载雷达杂波建模与杂波特性分析

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和强定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲。首先,以均匀端射线阵为阵元组建了端射阵列天线,并在端射阵机载雷达几何模型的基础上对端射阵天线的方向图特性进行了分析;然后,进一步构建端射阵机载雷达的杂波回波数学模型;最后,对端射阵机载雷达的杂波空时谱以及在不同情况下的杂波距离-多普勒谱进行了仿真分析,并与传统侧射阵机载雷达的杂波谱进行了比较。理论与仿真结果表明:所建端射阵空时二维杂波模型是合理的,可为下一步开展端射阵机载雷达空时自适应杂波抑制方法的研究提供数据来源。     

端射阵机载雷达距离模糊杂波抑制方法

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲。本文基于端射阵机载雷达杂波回波模型,首先分析了端射阵机载雷达杂波谱在距离模糊情况下的杂波特性,并对目前三种存在距离模糊时典型近程非平稳杂波抑制方法的基本原理进行了介绍;其次基于端射阵机载雷达对典型方法的杂波抑制性能进行了仿真分析;最后综合考虑各种因素,对各种方法在端射阵机载雷达背景下的适用性进行了分析,并得出了有益结论,可为端射阵机载雷达非平稳杂波抑制方法的进一步研究提供重要参考。     

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。     

微带有源相控阵互耦效应及校准方法研究

研究了小型微带有源相控阵天线中的互耦效应及其校准问题。分析了阵元间互耦对微带阵列天线阻抗特性和辐射特性的影响,对散射矩阵法在互耦校准中的适用性进行了分析,提出了基于有源方向图的互耦校准方法。仿真分析结果表明,对于强互耦情况下小型微带有源相控阵的校准,散射矩阵法存在较大的误差,而有源方向图法更加有效。     

低互耦星载相控阵天线设计

介绍了一款工作于Ku频段的低互耦星载相控阵天线的设计方法, 采用在阵列单元周围加载金属腔体的方式降低阵列单元之间的互耦效应, 从而改善相控阵天线的方向图扫描特性.针对相控阵天线在二维±60°范围内低副瓣波束扫描的特点, 对5×5子阵和16×16阵列进行了研究, 验证了阵列的互耦降低方法的有效性和电性能.研究结果表明:相控阵单元间互耦小于-16 dB, 而相控阵单元在15.1~16.8 GHz电压驻波比小于2, 相对带宽11%;在频率为f₀±500 MHz范围内, E面3 dB波束宽度大于98°, 5 dB波束宽度大于113°, H面3 dB波束宽度大于113°, 5 dB波束宽度大于122°.在仿真设计的基础上, 研制了子阵天线试验样机, 测试结果与设计结果吻合良好, 证明了降低互耦方法的有效性, 天线单元方向图满足在±60°范围内波束扫描的要求, 可应用于相控阵雷达系统.     

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.     

电子设备中天线的电磁兼容问题分析

随着电子、电气设备或系统的广泛应用和现代电子设备的高密度组装，电磁干扰也越来越严重。为确保电子设备的正常工作，必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力，因此电磁兼容性问题的研究非常重要。首先介绍了电磁兼容性原理；分析了电磁干扰的传播途径；重点讨论了电子设备中天线的互耦效应。天线的互耦效应直接影响到天线的性能和电参数的改变，由于阵列天线结构形式和电磁耦合作用的复杂性，互耦的分析通常需借助于电磁场数值算法。提出了一种利用等效网络来分析阵列互耦特性的方法，给出了N＋1端口阵列互耦模型。最后从软件和硬件两个方面讨论了互耦影响的校正方法。     

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.     

端射阵机载雷达距离模糊非平稳杂波补偿方法

端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲.由于端射阵通常呈前视放置,因而与传统前视侧射阵机载雷达一样,不可避免地要面临杂波的距离非平稳问题.本文基于端射阵机载雷达杂波谱特性,提出了一种距离模糊下端射阵近程杂波补偿新方法.该方法以最远可检测距离单元为参考单元并增加了动目标约束保护条件,克服了存在距离模糊时基于杂波谱配准（Registration-Based Compensation,RBC）原理的传统补偿方法存在的目标相消以及计算量大的问题;同时针对可能存在的目标约束失配问题,进一步提出了基于虚拟波束的扩展补偿方法.计算机仿真结果验证了本文方法的有效性.     

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。     

基于小型阵列试验的相控阵单元互耦特性研究

相控阵天线辐射单元的互耦特性对天线整体性能有着重要影响,而互耦与具体单元形式相关,因此模型复杂, 难以精确计算和预测。在阵元的小型阵列试验过程中,采用互耦测试的方法,对准八木振子、微带贴片、Vivaldi 单元 等几种典型宽带相控阵单元的互耦特性进行了实验研究,结果表明互耦对不同类型的单元影响大不相同,对单元特性 不仅有传统认为的负面作用,还可能有改善性能的作用,分析结果可供相控阵天线设计时参考;同时,利用测试数据 分析了小型试验阵列的规模对结果的影响,提出了小型阵列的规模依据。     

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。     

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.     

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。     

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。     

基于空时内插的端射阵机载雷达杂波补偿新方法

端射阵天线因其低风阻和高增益特性而特别适用于机载雷达的前后向补盲,而天线的前后视放置则不可避免地要面临杂波的距离非平稳问题。该文基于端射阵机载雷达杂波谱特性,针对传统空时内插法(STINT)不能直接适用于距离模糊情况下端射阵杂波补偿这一情况,提出一种基于空时内插的端射阵杂波补偿新方法。该方法充分考虑了各距离门的模糊杂波,以远程平稳杂波脊主瓣区所对应的圆弧为插值参考子空间并细化了动目标约束的约束对象,实现了对距离模糊情况下端射阵非平稳杂波的有效补偿。计算机仿真结果验证了该文方法的有效性。     

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。     

基于小间距低耦合阵元的微带天线阵设计*

设计微带天线阵时,减小阵元间距会导致阵元间耦合增加,从而导致增益下降(在考虑口径增益减小的基础上进一步下降).针对该问题,提出一种减弱小间距阵元间耦合的新方法,即通过在地板上蚀刻两条共面波导,引入新的幅度可调的耦合去抵消原有耦合,从而实现减小阵元间耦合的目的.该方法将邻边间距为0.024λ0(λ0是自由波长,中心间距约0.38λ0)的阵元之间的隔离度(IS21I)从6.1dB提高到21dB以上,改善了阵元的辐射特性,使每个阵元的辐射方向图接近单个贴片的辐射方向图.为验证有效性,本文基于该方法设计了一副二元微带天线阵,并对其进行测试,与等口径面的二元阵比较,增益提高了约1.2dBi,与等增益的二元阵比较,面积减少了约10.2％,且副瓣电平有较大改善.