波导端头裂缝有限相控阵单元的阵中特性

本文利用矩量法对以矩形波导端头裂缝为辐射单元的有限相控阵的单元阵中方向图及口面磁流分布进行了计算,讨论了不同位置辐射单元在不同扫描角时互耦对口面分布的影响。     

矩形波导有限相控阵单元的阵中特性

利用矩时法对以矩形开口波辐射单元的有限相控的单元阵中方向图及口面磁流分布进行了计算。讨论了不同位置开口波导在不同扫描角时互耦对口面分布的影响。     

基于机电耦合的有源相控阵天线辐射和散射特性综合优化

针对有源相控阵天线的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)计算复杂、缩减困难,以及RCS与辐射性能难以兼顾问题,基于阵面结构变形与安装引起的辐射单元位置偏移分析,利用辐射单元相位误差,建立了有源相控阵天线阵列散射因子RCS的机电耦合模型.并基于该耦合模型,应用粒子群优化算法,优化阵面所有辐射单元的安装高度,以实现有源相控阵天线辐射性能和散射性能的全优.仿真结果表明,所建立的耦合模型及综合优化方法能够在保证有源相控阵天线辐射性能的条件下,有效缩减其RCS,具有重要的工程应用价值.     

一种相控阵雷达阵面自动校准方法研究

大型有源相控阵天线的阵面有成百上千甚至数万个收发组件和辐射单元,使得相控阵天线比其他类型的天线要复杂得多而难以维护。首先介绍阵面校准的现状,然后通过外校准的方法对阵面进行校准测试。这种方法实现了阵面自动化校准,提高了阵面校准的效率和精度。测试结果显示,辐射单元间的频带内耦合量稳定在 ? 30 ~ ? 70 dB 之间,设计指标和测试结果一致。     

经济型舰载相控阵截获雷达天线

介绍一种试验性质和截获雷达天线,该天线采用相控阵技术,经济实用,天线阵用带有移相器的裂缝波导阵实现波束的方位面扫描,通过配置在裂缝阵前面的Radant透镜进行波束的俯仰面扫描,这样就避免在每个辐射单元后面使用移相器或T／R组件,从而利用行0－列相位控制简化对波束的控制,降低天线阵的成本,与每个辐射单元后面使用移相器或T／R组件的同样尺寸的天线阵相比,该天线阵的生产费用估计不到前者的1／3     

基于方向图可重构天线的新型宽角度扫描相控阵

提出了一种基于方向图可重构天线单元的新型相控阵,并分别研究了其均匀、非均匀相控阵的扫描特性。通过重构天线单元的工作状态和各单元的激励,其均匀阵可以获得低副瓣电平等较好的辐射性能,其非均匀阵的主波束扫描范围达到±80°,在扫描平面内3dB 主波束覆盖可达176°,且栅瓣电平很低。研究表明了重构天线在相控阵天线研究中 的广阔应用前景。     

非对称单脊波导的FD-TD分析

本文针对一种新颖的相控天线阵辐射单元－非对称单脊波导共线缝隙阵,用ＦＤＴＤ方法对这种三维非均匀结构的特性进行了深入的研究。得出其场分布、波导波长及其作为基本辐射单元的辐射特性,给出了上述特性和波导非对称之间的关系曲线;所得的结果对宽角扫描的大型平面缝隙相控阵的设计有重要参考价值。     

一种低成本星载宽角扫描相控阵天线设计

设计了一种工作于X频段的星载圆极化相控阵天线。相控阵天线单元的馈电探针与连接器进行了一体化设计,消除了焊点,提高了阵面的可靠性;同时阵列单元周围加载金属腔体结构,降低了单元间的耦合,展宽了天线波束,提高了阵列的扫描增益;阵面为全金属结构,可实现相控阵的均温性与内部热量的辐射,阵面自身具有较强的空间抗辐照能力,同时也能对相控阵内部的有源器件提供良好的辐照屏蔽。相控阵有源组件和合成网络采用瓦片架构,具有轻量化和低剖面的特点。所设计相控阵天线具有±60°宽角扫描能力和4%的工作带宽。     

一种小规模超宽带相控阵天线设计

目前基于阵元间强耦合效应已设计出超宽带相控阵天线,但是其规模较大。针对规模小或者在扫描方向上规模小,如何增强阵元间耦合而实现超宽带相控阵天线的问题,采用平衡对踵Vivaldi天线(BAVA)作为天线单元,优化天线单元辐射金属的形状,并采用镜像法布阵天线单元设计出一个小规模4×16的斜极化超宽带相控阵天线。仿真和试验结果表明,采用的方法可以增强小规模超宽带相控阵天线的阵元间耦合效应,实现频率0.8f0~2.0f0驻波比小于2,法向增益达17.34~23.0 dBi,在±45°范围内实现无栅瓣扫描。该小规模超宽带相控阵天线已在实际工程中应用。     

基于互耦效应的相控阵天线有源反射系数研究

建立逼真高效的互耦效应分析模型对相控阵天线设计至关重要。阵列天线的互耦效应通常可以用有源反射系数显性化表征,分别采用无限阵仿真与散射(耦合)系数综合实验相结合的方法提取了阵列天线的有源反射系数。首先基于无限阵方法设计相控阵渐变开槽天线,优化并获取无限阵列环境下的中心单元有源反射系数,再依据设计结果研制169单元阵列天线,通过实验测试提取中心单元与其它各激励单元的散射系数的幅值与相位变化,最后采用散射(耦合)系数法综合出有限大阵列的有源反射系数。无限阵仿真结果与有限阵实测结果在扫描盲点出现角度、频段、有源驻波整体趋势等方面吻合良好,从而验证了无限阵设计方法在天线工程设计中的实际效果。     

一种毫米波相控阵雷达的天线单元

毫米波相控阵天线兼具有毫米波的优点与相控阵多功能等优势,并以其特有的技术特点,非常适合于小型化平台 的集成应用。本文提出一种具有宽扫描角的毫米波天线单元。在单元设计优化时,利用HFSS对其互耦影响和扫描盲角 效应进行了充足的考虑。天线单元组阵后,阵列辐射特性的实测结果与理论设计值具有很好的一致性。证明其非常适合 于一维、二维毫米波相控阵天线的组阵使用。     

近场测量相控阵天线的全息成像方法

研究了一种利用近场测量技术全息成像相控阵天线口径幅相的方法。该方法是把近场测量获得的方向图函数与由单元形式及幅相分布表示的方向图函数进行比较,采用FFT算法和空间域的Fourier重构法,可以快速、精确地成像出相控阵天线口径的“全息图”,进而诊断出阵中单元幅相的奇异程度。通过仿真实验,检验了该方法的成像分辨率和精度,并考察了不同口径区域的成像误差对辐射方向图的影响程度,说明该具有非常好的应用前景。     

有源相控阵与多波束发射阵的应用分析

给出有源相控阵与多波束发射阵的辐射有源功率方向图及ERP计算公式,并详细对比了有源相控阵和透镜多波束发射阵(MBAT)的应用特点,得出若干对比项中,有源相控阵均优于多波束发射阵的结论。但是,用于接收阵中,透镜多波束比有源相控阵又有新的不同优势。期望这些对比结论能够有助于雷达及干扰系统设计师完成发射分系统的设计选型,或者对整个雷达和干扰系统的方案选择报告能够有所帮助。     

构建有限视场最佳相控阵的方法

概述了构建具有最佳辐射结构的相控阵天线的方法。这相当于使用尽可能少的被控单元，在给定的有限扫描区域内得到最大的天线阵增益。所讨论的方法有：使用无源多端口网络，耦合双模波导，凸形介质元件，波纹结构及可提供必需重叠子阵激励的准光学网络。     

相控阵天线的耦合激励系数及盲点研究

为了深入探讨相控阵天线单元间的相互耦合,以阵列天线单元S参数为基础,分别分析了振子形式辐射单元和缝隙形式辐射单元组成阵列的辐射单元之间的耦合关系,并利用天线单元的耦合激励系数分析计算了阵中单元的有源辐射方向图。对阵列中每个单元的耦合激励系数的幅度和相位进行了分析,发现平行排列单元和轴向排列单元的耦合激励系数的相位存在差异,平行排列时激励单元与相邻单元间的相位相差较小,这种差异是阵列产生盲点的主要因素。     

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。     

新型相控阵天线多阶混合馈电技术

提出了一种基于混合遗传算法的新型相控阵天线多阶混合馈电技术,描述了在有限TR组件数量和品种的情况下,可实现相控阵天线低副瓣的技术原理和仿真实例.仿真实例表明,多阶混合馈电阵比密度加权阵和多阶振幅量化阵具有更优的技术指标,且参数调节更具有灵活性,可大大减少相控阵天线成本.且多阶振幅量化阵仅是多阶混合馈电阵的一个特例.此外,对于同时存在随机幅相误差和单元(或TR组件)失效而引起的峰值副瓣电平恶化情况也进行了统计分析.     

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。     

适于一维相控阵宽角扫描的非对称单脊波导裂缝线源

非对称单脊波导裂缝线源是一种新型相控阵天线辐射单元。由该种单元垂直放置构成的平面相控阵天线在水平面可实现宽角(60)扫描,在波束扫描时,还可以避免寄生副瓣的出现。同时,该种单元本身在垂直面易于实现较低的副瓣电平。本文从理论和实验上对非对称单脊波导裂缝阵天线进行了研究,解决了该种线源设计过程中的基本理论和关键技术。十六单元样品线源远场实验结果与理论值的一致性说明了本文的理论分析和实现途径是正确有效的。