使用辅助信源测量阵列天线互阻抗

文中基于网络理论,提出了一种利用辅助信源测量阵列天线单元互阻抗的方法,从而可以避开理论形状复杂的单元间互耦所遇到的困难。该方法可以同时考虑平衡馈电器及馈线的影响,并适用于任意分布阵列天线,因而它更便于实际使用。计算机模拟结果表明了该方法的正确性。     

超低旁瓣阵列天线的本征激励互耦分析

采用本征激励方法，对超低旁瓣阵列天线中互耦效应的影响进行了研究。推导了天线电流分布的pocklington积分方程，介绍了矩量法求解各阵元的电流分布的方法。计算了天线阵列各单元的本征激励方向图。在此基础上，采用阵列本征激励分析方法对Chebeshev天线阵进行了互耦分析和修正。模拟了不同主旁瓣相对电平超低旁瓣天线的方向图及其与最高旁瓣电平的关系曲线，并给出了相应的修正结果。讨论了不同单元数目的天线阵，互耦所导致的影响。结果表明天线阵的主旁瓣相对电平越低、天线阵单元数目越少，互耦的影响越大。可以看出，采用的本征激励方法是高速的和有效的。     

雷达天线方向图的MOM-FZ方法计算

针对运用矩量法计算电大尺寸天线时遇到的严重困难，提出一种基于矩量法的计算天线远场的远区近似（MOM-FZ）方法．该方法将阵列天线分解为多个子阵并运用矩量法处理子阵中天线单元间互耦的影响，由此得到天线单元的电流分布，然后运用远区近似得到整个阵列的远区方向图．研究表明，通过适当选取子阵的大小，可以使相距较远单元间的互耦忽略不计，达到减少计算量的目的．用本法获得的某雷达天线方向图的结果与基于太阳噪声的实测结果基本一致。     

超低副瓣阵列天线不同扫描角度幅相误差影响的研究

天线阵各单元间相互耦合,使超低副瓣阵列天线的性能发生改变.传统的幅相误差分析,很少考虑互耦影响.这里在考虑互耦影响的条件下,讨论幅度误差和相位误差对超低副瓣阵列天线性能的影响.利用矩量法对天线阵列进行互耦分析,并计算了天线阵列各单元的本征激励方向图.以八单元Chebyshev等间距直线阵为例,采用本征激励分析方法进行了数值统计分析,在不同的扫描角度下,模拟得到了幅度误差、相位误差对超低副瓣阵列天线副瓣最高电平影响的关系曲线.结果表明,随着扫描角度的增加,幅相误差和互耦对天线阵的影响也逐渐增加.采用的方法是适合于阵列天线大规模数值模拟计算的有效方法.     

小规模天线阵列波束指向校准算法研究

基于有源方向图叠加原理和杂草入侵优化算法对小规模天线阵列的波束指向进行了校准。对于小规模阵列,由于天线单元之间的互耦导致阵中每个单元的方向图各不相同,如果使用阵因子理论对其配相,阵列无法扫描到期望的波束指向。为了考虑互耦的的影响,利用有源方向图叠加原理合成整个阵列的方向图;再将杂草入侵优化算法和有源方向图叠加原理进行结合对每个单元的馈电相位进行优化。基于该混合算法,对一个7元平面阵列进行了优化,优化后的相位分布可以使该阵列扫描到期望的波束指向,解决了小规模阵列的波束指向偏差问题。     

用于MIMO系统的终端阵列天线设计

该文设计了一款工作于2GHz频段的小型贴片天线单元,该单元采用开槽和附加寄生贴片等技术,使其在工作频段内获得了良好的驻波比及回波损耗,可用于TD-SCDMA系统的移动终端。另外,给出了由该天线单元组成的二元阵列结构,并对不同阵列结构端口间的互耦进行了详细的测试。结果表明,天线阵列两端口间的隔离度较高,所设计的天线阵列非常适用于多入多出系统的移动终端。     

宽带双极化探头阵列的设计

近场测量系统中,用探头阵列代替单探头能大量减少天线的测量时间．设计了一种由4个双极化印刷振子组成的宽频带直线阵列,由两个单线极化印刷振子垂直交叉组成的双极化印刷振子作为阵列单元,再将4个双极化印刷振子天线排成直线阵列,提高了阵列单元间的隔离度．实测结果表明,阵列中相同和不同极化方式的单元间隔离度大,达到-20 dB,单元间的互耦较小,相对带宽73.2％,说明该方法是正确可行的．     

一种新的测量阵列天线方向图的方法

提出了一种新的测量阵列天线方向图的方法,即单元电流重构法,该方法是阵列天线的结构和组成单元已知的情况下,利用所测出的离阵列天线中等距离处辐射场的幅度和相位,计算出阵列单元的电流分布,进而得到阵列天线的远场方向图,计算机模拟的结果证实了该方法的正确笥和可行性。     

一种新型微带天线及其宽角扫描特性研究

该文主要描述了一种适合宽角扫描的相控阵天线单元设计思路,研究了其组阵实现宽角扫描的特性。为尽量减少大角度扫描过程中由于天线单元波束宽度有限带来的阵列增益下降,采用折叠地板的方式展宽天线单元半功率波束宽度;同时,为了降低互耦引起的天线单元方向图畸变,在宽波束设计基础上探索了降低天线互耦的方法,使得真实阵列方向图尽可能地满足方向图乘积定理,从而实现宽角、高增益扫描的目的。经一维线阵的仿真和测试,设计了一种能扫描到±70°且增益变化不大的宽角扫描阵列。设计的天线还能作为一种典型的天线单元,应用于5G等民用消费电子场景。     

一种圆形智能天线阵的实现及其互耦研究

利用遗传算法和矩量法相结合的方法,优化设计了智能天线阵列单元——同轴串馈印刷振子天线．分析了考虑互耦影响的圆形智能天线阵,考虑互耦的计算更接近实际情况,通过实验天线验证了其有效性．     

有限偶极子天线阵的特性研究

天线阵列的特性决定其应用范围,了解天线特性可以有效地利用其优点传输能量．针对偶极子天线阵,分析了阵元互耦影响和频率特性及其散射特性．主要包括在应用实践和开路电压相结合的方法计算阵列单元互耦的影响的情况下,应用矩量法分析了终端负载,散射场和反射系数随着频率变化的特性曲线,最后给出了阵列大小和入射角度的变化对散射方向图的影响．结果表明,对于半波长的偶极子阵列,当阵元问距为半波长时性能达到最佳．     

智能天线阵列单元阵中方向图畸变分析

主要研究了智能天线系统前端接收天线阵列中的耦合问题．针对圆形阵列中单元问相互耦合作用引起单元水平面方向图的畸变这一问题，分析了未激励单元的互耦、以及这些单元端接电缆的加载作用对激励单元阵中方向图的影响．依据多端口理论，把所研究的结构等效为多端口网络，提出使用迭代方法求解未激励端口的匹配阻抗．并由结构对称性，提出使未激励端口加载阻抗与激励端口输入阻抗相等，以减小考察单元阵中方向图畸变，降低单元水平方向图不圆度，以满足智能天线系统要求．     

阵列天线阵元互耦的一种校正方法

提出了一种阵列天线阵元间互耦的补偿方法．该方法避开了天线阵列互阻抗难于准确测量的问题,通过在无互耦的理想阵列模型下逼近实际测量得到的方向图,求得阵列的互耦矩阵,并利用该矩阵消除互耦对阵列综合的影响．仿真结果表明了这种方法的正确性和有效性．     

共形天线阵列方向图分析与综合

在存在单元互耦的情况下,提出了锥台共形天线阵方向图的分析与综合方法．采用渐变缝隙天线作为阵列单元,先算出天线单元的阵中耦合方向图,然后以叠加原理为基础分析计算天线阵列的主极化和交叉极化方向图．采用Ansoft HFSS仿真软件对该锥台共形天线阵进行了仿真分析,结果表明,所提出的分析方法准确可靠,为锥台共形天线阵特性优化设计提供了方法支持．同时,采用雁群优化算法,对0°方位面内的阵列主极化扫描方向图及交叉极化方向图进行了优化综合．     

天线方向图综合中的本征激励方法

给出矩量法分析天线阵列时本征激励模式的不同定义．使用单元间无耦合的理想阵列来逼近有耦合的实际阵列．可以把理想阵列单元的电流分布经过等效转化之后得到的系数去激励有耦合的阵列,可在有互耦的阵列上综合出与理想阵列一致的方向图．因为在优化过程中减少了精确的电磁场分析而大大缩减了考虑耦合的实际阵列方向图综合时间．最后给出算例验证了笔者思路的正确性．     

互耦对阵列信号处理影响及其补偿的若干问题

文中讨论了考虑阵列天线单元互耦时阵列信号处理的若干问题,主要分析了互耦对自适应零点形成、超分辨方向估计、超低副瓣的影响及其在确知互阻抗情况下的补偿问题(统一方向矢量补偿方法),为了较直观地看出10元等距线阵的互耦对这三大问题的影响情况及补偿的有效性,文中还用矩量法精确计算了互阻抗并分别对此进行了计算机模拟。     

一种小型化双低频4T4R基站天线阵列设计方法

能够支持双低频4T4R的MIMO基站阵列天线已成为目前运营商布网主流,当采用常规设计时,往往造成天线尺寸过大、风载荷过高等问题.在MIMO阵列天线小型化设计时,由于各阵列间距离缩小,电磁耦合急剧上升,导致各天线水平面波束宽度恶化,性能下降严重.针对此问题,提出了一种小型化阵列天线设计方法.采用波束合成技术,利用一种功率比随频率变化的新型不等功分电桥复用一组辐射单元,这样每列天线均可复用一个窄波束宽度单元,再通过该窄波束单元与其他宽波束单元合成理想的水平面波束宽度,提升天线覆盖性能.实测结果表明:采用本文阵列天线设计方法能够得到收敛的水平面波束宽度,范围在56°～68°,同时具有较好的增益和系统隔离度,大幅改善了天线性能.     

基于Y型阵MIMO天线互耦效应及信道容量

针对多输入多输出(MIMO)天线阵列在阵元间距较小及平均波达角较大时信道容量会急剧下降的问题,提出了基于Y型阵列结构的MIMO接收天线模型.利用天线阵列互耦效应等效网络模型,导出Y型阵模型的信道相关性和互耦相关性的闭合表达式,阐明了其阵列互耦效应下信道相关性与无互耦相关性之间的关系.分析了入射信号的中心到达角和角度扩展分别对互耦效应下Y型阵MIMO信道容量的影响.与均匀圆型天线阵列性能比较结果表明,Y型MIMO天线阵列能充分利用其空间结构,具有稳定的信道容量,且信道容量优于均匀圆型天线阵列,能有效地改善阵列互耦效应,提高系统性能.     

一种等间距圆形阵列的超方向性综合方法

将线形天线阵列超方向性天线综合的概念应用到圆形阵列中,经过理论推导,得到一种圆形阵列的超方向性综合方法。利用该方法得到的圆形超方向性天线阵可以在较小的空间内实现比普通线形天线列更好的方向特性。给出了了解情况个天线单元的圆形阵列分析计算例子。计算结果表明,这种超方向性天线阵较一般的线形超方向性天线阵在方向特性、主波束扫描、前后瓣比等方面有明显的优越性,具有实际应用价值。     

基于阵中单元模型的反射阵列天线远场分析方法

针对反射阵列天线远场分析的传统技术采用周期模型等效实际阵列环境的不足,提出一种基于阵中单元模型的远场分析方法。该方法以场叠加原理和等效原理为基础,借助电场积分方程从局域子阵单元上的表面电/磁流计算出单元的阵中方向图,再进行总场合成。数值实验显示,利用该方法得到的反射阵列天线的远场方向图与商用软件FEKO的全结构仿真结果之间有良好的吻合度。该方法为突破大型平面/共形阵列天线的计算受限于计算机硬件的难题提供了一种解决方案。