一种S频段卫星通信相控阵天线设计

为了解决目前卫星通信相控阵天线波束扫描角度范围较小、低仰角增益较低等问题,采用双层微带结构,加载圆形金属腔体,实现了更宽波束的S频段圆极化相控阵单元,来提高相控阵低仰角增益．然后,用24个单元按照水滴状形式排布组成相控阵阵列,以减小风阻．仿真结果表明,在收发频段内,相控阵单元的电压驻波比小于1.3,轴比小于3dB,单元在阵中的3dB波瓣宽度为120°左右; 天线阵列在扫描到仰角25°时,其增益相比天顶方向(仰角90°)下降了4dB左右．最后,加工好的天线阵列测试结果和仿真结果具有很好的一致性,波束扫描角度较宽,低仰角增益较大,满足设计要求．     

多波束卫星通信系统波束干扰下的资源分配策略研究

多波束卫星通信系统能够为移动用户提供全球范围的通信服务.然而,由于条件限制,星上资源利用率较低,并且星地距离较远,业务传输过程中存在较大时延.为了提高星上资源的利用率,本文在有波束干扰的多波束卫星通信系统中,针对有严格时延要求的卫星通信业务,提出了一种新的下行链路资源分配算法,增加了业务时延限制和最大干扰功率限制两种约束条件,满足各点波束的最大业务时延要求以及对地面网络通信的干扰影响.本文同时考虑了各点波束的相互干扰对系统容量的影响,以最大化满足点波束业务需求量为优化目标,利用拉格朗日对偶理论和次梯度下降法得到最优资源分配结果.仿真结果表明：在噪声功率谱密度相同的信道条件下,与现有的几种算法相比,本文提出的算法可满足每个点波束的时延要求,具有较好的公平性,同时提高了系统的总传输速率,降低了点波束业务需求与所分配通信资源之间的差值,最大化满足用户通信业务需求;在噪声功率谱密度不同的信道条件下,本文提出的算法仍保持较好的公平性.     

多波束多波位相控阵自动测试系统设计

相控阵天线暗室测试是相控阵天线研制过程中重要的环节之一.为解决多波束相控阵天线近场测试耗时长效率低的现状以及测试系统普适性差的问题,设计了一种用于多波束多波位相控阵自动测试系统,该测试系统采用可扩展接口设计和功能模块化设计以便于系统升级和适配.根据该测试系统的组成,给出了校准测试、近场扫描测试的流程以及测试时序优化和软件设计思路.利用多波束相控阵天线对测试系统进行了测试性能分析,与单步测试相比,方向图扫描精度与单步测试基本一致,测试效率提升显著,对多波束相控阵天线暗室测试具有较好的适用性.     

宽波束相控阵天线单元分析

相控阵天线是一种运用宽角进行扫描的,天线单元的宽波束具有自身的特点,能够保证天线宽角扫描的准确性,本文通过分析E面和H面都具有宽波束特点的相控阵天线,在腔膜理论的支撑下,运用仿真软件对这种类型的天线进行模拟和分析,从而使天线的性能得到了完善和优化,然后对天线做了试验,试验可以表明此种天线具有宽波束的特点,能够在二维宽角扫描中使用.     

旋转相控阵雷达多普勒及波束补偿技术研究

针对采用数字波束形成技术（DBF）的大阵面方位机械扫描雷达通道间目标回波多普勒频率差异大和方向图调制的问题,提出了旋转相控阵雷达多普勒及波束补偿的方法．首先分析多通道旋转天线的多普勒差异及机械扫描调制成因,然后给出对应的多普勒及波束两方面的补偿方法,最后通过仿真实验验证了方法的有效性．仿真结果表明,与不采用多普勒及波束补偿方法对比,采用本文所述方法后,目标所在检测单元多普勒维能量更加集中,改善效果明显;目标所在检测单元幅度也有明显提高．     

宽带相控阵雷达发射波束零点形成方法

在发射为线性调频信号的基础上．提出了一种宽带子阵数字发射波束形成新方法．该方法用数字权和时变相位权代替传统宽带子阵延时线方法波束形成中的移相器和时延线．这就避免使用存在量化误差且昂贵的模拟时延单元．此外．子阵内数字权可通过窄带波束零点形成的方法来构造并加宽凹口．最终实现了宽带发射波束零点形成．最后．计算机仿真证明了宽带数字方法能保持发射波形距离高分辨率并且可在干扰方向形成零点．     

用局域多波束STAP方法改善机载相控阵雷达对低速目标的？…

主瓣杂波的阻塞以及旁瓣杂波引起的等效低噪声电平的抬高是机载雷达在杂波下整体检测能力的两个主要限制因素。因此，一方面要尽可能抑制旁瓣杂波，另一方面也要设法减小主杂波的阻塞区。文中提出了在局域采用多波束进行空时二维自适应处理（ＳＴＡＰ）的方法，这种方法能有效地改善主杂波区目标检测能力，并且运算量较小，能实时实现，具有一定的实用价值。     

效费比视角下相控阵雷达多波束跟踪调度策略

由于相控阵雷达跟踪工作模式占用其大部分资源,为了解决提高目标跟踪精度和容量相矛盾的问题,提出了一种兼顾跟踪精度和雷达时间资源的波束波形调度策略。首先,给出了目标跟踪模型; 进而定义了波束调度效费比和调度函数,在检测概率和跟踪精度的约束下,预测了当前所有目标的调度函数值,依据调度函数值选择当前时刻待调度的目标序列;随后,在有限资源和多波束方式跟踪的约束下,选择目标进行跟踪;最后,与常规波束波形调度和单波束调度两种方法进行比较。仿真验证了上述方法中调度函数和多波束跟踪方式的有效性和优越性。在跟踪目标数量不变的情况下,该调度策略有效地提高了目标平均跟踪精度和平均采样间隔时间,降低了失跟率。     

有源阵单元相位误差对波束指向的影响

从实用观点出发，研究了高频天线阵单元相位误差对波束的影响．在进行了数学推导后，还讨论了实际应用中减小这种影响的具体办法．按这种方法实现了对有源天线单元的布置．     

一种双模宽波束平面天线及其相控阵应用

该文提出了一种双模宽波束平面天线单元,并基于此单元实现了具有大角度扫描特性的相控阵天线。该天线由两个平行的磁偶极子和一个电偶极子组成,其中磁偶极子是三边短路的微带贴片,电偶极子是带有扇形加载的金属条带。通过使用两个磁偶极子,工作带宽得到了有效拓展。天线10 dB阻抗带宽的测量值为5.3%（5.55~5.85 GHz）,工作频带内E面的半功率波束宽度大于140°。对单元间距为0.23λ₀（λ₀为在自由空间中心频率对应的波长）的8单元线阵的扫描特性进行了研究。测试结果表明,该天线阵的主波束可以在增益3 dB波动范围内从-60°扫描到+60°,同时扫描的3 dB波束覆盖范围可以从-76°到+78°。天线及其阵列的仿真和实验结果符合得较好。     

OFDM—MIMO相控阵雷达性能分析

采用正交频分调制（0FDM）波形的MIM0相控阵雷达是一种新的MIMO雷达,其可同时实现波形分集和频率分集．与正交相位编码波形不同,OFDM波形中心频率不同,存在特定的差频,使得基于该波形的MIMO雷达信号处理更为复杂．针对这一问题,首先建立了该雷达系统信号模型,推导了子阵间空域相干合成结果,然后,分析了该系统的信噪比、作用距离和抗截获能力,并与传统相控阵雷达进行了比较理论分析和仿真实验结果证实了该系统的优势．     

一种远程相控阵雷达作战效能评估模型

为了科学地评价远程相控阵雷达的作战能力,根据远程相控阵雷达的作战任务和功能,运用ADC效能模型,将远程相控阵雷达作战效能指标分为弹道导弹目标模式、临近空间目标模式和飞机目标模式下的3种探测能力指标和装备自身的抗干扰能力指标;通过对弹道导弹目标模式下的效能指标分析,建立了远程相控阵雷达的作战效能模型.最后通过实例计算验证了该模型的有效性.     

电磁超声相控阵大功率高频激励源设计开发

为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频"浮栅"驱动问题.研究了DE类功率放大器开关管和放大电路的工作特性,并基于Pspice软件建立了DE类功率放大器仿真模型,实现了对放大电路元件参数的优化和性能指标的验证.实验结果表明:设计开发的激励源能够实现1 ns延时精度的脉冲序列,当工作频率为1.1 MHz以及工作电压为300 V时,电磁超声阵元输出的交变电流峰峰值为20 A,输出功率为1.5 kW,从而满足电磁超声相控阵检测技术的要求.     

电站锅炉管道焊缝超声相控阵检测技术探讨

分析了电站锅炉管道焊缝超声检测的难点,介绍了超声相控阵检测技术,制定了检测工艺并进行实际应用,结果表明,相控阵技术具有缺陷图像显示直观、检测可靠性高的优点,发展潜力巨大。     

含波束宽度的平面相控阵扫描空域分析

平面阵列扫描空域基本求解方法不考虑波束宽度的影响,扩大了实际扫描范围,不利于阵列设计和对目标信号的快速捕捉。针对这一弊端,在基本扫描空域求解方法的基础上引入阵列波束宽度约束。通过坐标变换、平移和三角形几何分析得到水平放置的矩形栅格平面相控阵的扫描空域求解方法和公式。实验仿真结果表明,该方法缩小了平面阵列无用扫描空域范围,便于对阵列工作空间的准确定位,对平面阵列天线的实际工程应用提供了较高的参考价值。     

Design and Realization of Phased Array Radar Optical Fiber Transmission System

One optical fiber transmission system is designed. The modularization optical fiber transmission adapters were utilized in the system, so the system structure could be flexibly scalable. The sub-array adapter and signal processor adapter were designed and realized utilizing the new field programmable gate array (FPGA) which could drive the optical transceiver. The transmission agreement was designed based on the data stream. In order to solve the signal synchronization problem of the optical fiber transmitted phased array radar, a method named synchronous clock was designed. The fiber transmission error code rate of the system was zero with an experimental transmission velocity of 800 Mbit/s. The phased array radar system has detected the airplane target, thus validated the feasibility of the design method.     

天线下行组阵技术及其试验验证研究

天线下行组阵是提高深空测控能力的有效方法之一,已经在国外深空测控中开始应用。研究了天线下行组阵的几项关键技术,包括天线阵的布局和优化、天线阵的相位同步、天线阵的合成算法等,并构建了天线阵的试验验证系统,并利用嫦娥二号卫星进行了S频段的下行组阵试验验证,验证了工程的可实现性。     

相控阵天线阻抗模拟器的优化设计

固态有源匹配网络可以对随频率和波束扫描角而变化的固态有源相控阵天线的输入阻抗实施良好的匹配．为了方便、安全地调试有源匹配网络，需要对相控阵天线阻抗模拟器进行优化设计．此文采用ＰＩＮ二极管控制电路，将电路反射系数作为优化变量，用数值计算方法确定最终的电路结构和元器件参数．文中给出了相控阵天线阻抗模拟器的测试结果，其结果与模拟计算吻合较好．     

可用于新体制雷达的非线性有源天线阵技术

针对采用非线性有源天线阵实现性能优良的新体制雷达仍有尚未解决的技术问题,分析了线性有源天线阵的国内外研究现状,对非线性有源天线阵基础理论和应用于新体制雷达的关键技术进行了归纳总结,包括耦合振荡器阵列拓扑结构和单元设计、宽带非线性有源天线阵波束扫描和形成技术、利用非线性有源天线阵MIMO雷达等．     

暂态信号相控参量阵的研究

本文研究了暂态信号的相控参量发射阵.用所得的理论对传播衰减、方向特性及波形随距离和相控角的变化进行了数值计算,并用平板阵进行了系统的实验.理论结果与实验结果基本上取得了一致.