数字化相控阵天线测试方法及测试系统设计

伴随着雷达技术的飞速发展,数字化相控阵天线开始广泛运用于各种相控阵雷达当中;由于数字化相控阵天线的工作原理与传统模拟相控阵天线差异极大,测试方法也发生了根本性的改变,原有的基于普通微波仪表的天线测试系统无法再对数字化相控阵天线进行测试,必须设计新型的数字化相控阵天线测试系统;文章首先介绍了数字化相控阵天线自身的工作原理和测试方法,随后提出了新型数字化相控阵天线测试系统的具体软硬件设计方案,实际应用表明数字化相控阵天线测试系统可以满足各种数字化相控阵天线的测试要求。     

相控阵天线方向图的建模与实时仿真方法

在雷达系统的优化设计的研究中,根据天线波束在扫描过程中增益、波束形状和副瓣电平等参量的特性及其变化规律,研究了相控阵雷达天线方向图的建模与实时仿真问题.为了提高相阵天线的性能,提出了一种相控阵天线方向图的实时仿真方法.并以矩形/圆形平面相控阵天线为例,采用辛格函数的变形组合给出了一种实用的相控阵天线方向图实时仿真模型....     

基于相控阵天线的RFID系统设计

设计了一种可扩展阅读范围的相控阵天线RFID系统。采用Intel R1000阅读器开发平台、MASWSS0204开关芯片,研制了功率分配器、移相器、天线阵,搭建了符合ISO 18000-6C和EPC globalGen 2标准、中心频率为915 MHz RFID阅读器系统。系统引入相控阵原理,并对阅读器进行了简单改动,设计了相控阵RFID系统的硬件组成结构和软件工作流程。设计的相控天线阵列由2×2个微带天线单元、3个功率分配器和1个移相器组成,使用FR4介质板材料制作。实验结果表明,该系统增大了RFID信号的覆盖范围。     

鞭天线线性阵列方向图的数值计算

采用矩量法计算了2元和6元鞭天线线性相控阵的方向图,分析了天线单元之问的耦合对方向图的影响,计算结果表明,鞭天线单元问的耦合对相控阵方向图的主瓣影响不大,对旁瓣产生一定影响,且对偏离主瓣越远的旁瓣影响越严重;方向图中增益低的方向受耦合的影响较严重。     

阵列天线方向图仿真系统设计与研究

针对阵列天线的布阵问题,设计了一种阵列天线仿真系统,实现了阵列天线设计的可视化操作。通过设置阵元数、波长、阵元间距等天线相关参数,系统能够实现直线、平面、圆形和圆柱四类阵列天线的仿真分析。针对四类阵列天线稀疏布阵问题,系统采用遗传算法,对稀疏阵列天线的方向图特性进行研究。通过系统的仿真,用户可以直观地观察阵列天线方向图的变化,从而调整相关参数实现阵列天线方向图的优化设计。该仿真系统具有操作简单、页面简洁、交互性强等特点,能够支持和辅助用户分析与设计阵列天线。     

遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用

应用实数编码的遗传算法进行阵列天线方向图综合的优化设计.针对阵列天线方向图综合的特点,运用算法,通过优化单元电流幅度、阵元间距,对阵列天线方向图进行了综合优化,其中包括方向图的波瓣控制和零点生成,并同时压低旁瓣电平使其达到期望值.仿真结果表明,通过优化,天线阵的辐射特性获得很大的改善,在主瓣宽度满足要求的情况下,副瓣电平也可达到-33.6100dB.良好的仿真结果表明遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用是有效的,有良好的应用前景.     

天线在近场测量中的卷积外推算法研究

针对暗室难以满足大尺寸高频率天线测量的远场条件,为提高精度,加强保密特性,提出了一种由天线近场卷积外推到远场的算法。大尺寸高频率天线的纵向尺寸较小时,可将其辐射的球面波可近似成柱面波,对其进行柱面波基函数展开,经过严格的理论推导最终建立起近场与远场的卷积外推关系,从而实现利用天线近场的测量数据快速获得远场方向图特性。利用MATLAB软件对算法进行数学仿真分析并证明其有效的基础上,对导航天线在近场进行了实际测量。最终对所测数据进行卷积外推,得到的方向图与天线远场方向图基本吻合,从而验证了该算法的可靠性,具有一定的实用价值。     

毫米波天线近场测量中截断误差的定量分析

系统分析了毫米波天线测量系统中的各种误差的分布及对测量结果可能产生的影响,并选择了截断误差进行详细分析研究。首先讨论了扫描平面位置的选择对测量结果的影响以及同其相关因素之间的制约关系;然后对截断误差进行了定量分析,得到了截断边界处电场水平与截断引起测量误差水平之间的定量关系,讨论了截断误差对主、旁瓣误差的影响;对微波及更高频率的天线测量工作过程中截断误差的特点、估计与控制进行了总结;最后进行计算机仿真与模拟。     

天线近场计算及时域有限差分法的应用

该文详细地阐述了广义完全匹配层理论（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｐｅｒｆｅｃｔｌｙ Ｍａｔｃｈｅｄ Ｌａｙｅｒｓ,简称广义ＰＭＬ）,并广义ＰＭＬ作为时域有限差分法（Ｆｉｎｉｔｅ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ－ＤｏｍａｉｎＭｅｔｈｏｄ,简称ＦＤＴＤ）网格空间的吸收边界仿真计算了天线的近场。所得结果与解析方法（口径积分法ＡＩ,平面滤谱法ＰＷＳ）完全一致,从而证明了该方法能应于三维天     

天线方向图包络要求的发展趋势

本文简述了卫星通信地球站天线方面图包络指标要求的发展,重点论述了当前的发展趋势,同时对几个基本概念进行了说明,对从事卫星通信总体,特别是对从事该类天线技术研制方面有一定参考价值。     

相控阵天线等效全向辐射功率测试方法

等效全向辐射功率（EIRP）是发射天线的一项重要指标。在矢量网络分析仪双通道接收模式天线远场测试系统的基础上,通过线极化天线、圆极化天线、椭圆极化天线EIRP公式推导,阻抗失配修正,提出一种准确测量相控阵天线不同极化合成波束等效全向辐射功率的方法,并给出各种极化波的转换关系。最后结合实测举例,通过相关试验证明该方法的可行性。     

一种相控阵天线强迫风冷热设计方法

阵面温度控制是相控阵天线结构设计的关键技术之一。文中针对某相控阵天线的热设计要求,设计了一种用于相控阵天线散热的强迫风冷系统,并采用数值分析方法,对该系统作用下的相控阵天线阵面热性能进行了分析。对不同流道参数、散热器参数和冷却气体流速下的阵面温度和流体压力进行了仿真。仿真结果表明：冷却气体温度和速度对散热效果影响显著,增加散热片的肋片数量和高度能够提高散热性能。以仿真结果为依据,对相控阵天线的结构参数进行了优选。进行了对比实验,验证了仿真计算的有效性。     

一种超宽带相控阵天线单元设计

为了提高相控阵天线的超宽带和宽角扫描性能,提出一种新型全金属Vivaldi天线阵元。利用仿真软件CST对Vivaldi天线阵元建立模型、仿真与优化,最终该天线在2~18 GHz的频段内,其VSWR≤2,具备超宽带特性;针对扫描盲区的问题,提出下宽上窄的创新型侧面结构,优化电流路径,消除扫描盲区,最终可实现全频带范围内±45°的宽角扫描特性。仿真结果表明,该天线具有超宽带、宽角扫描的特性,可以满足作为超宽带宽角扫描相控阵天线单元的要求。     

数字化相控阵天线远场测试系统设计

数字化相控阵天线广泛运用于各种相控阵雷达当中,针对数字化相控阵天线测试过程数据量大、耗时长、自动化程度不足的现状,提出了一种数字化相控阵天线远场测试系统设计方案,并进行了测试系统开发验证.系统采用六轴工业机器人、三轴扫描架、冷水机、矢量网络分析仪、功率放大器、电源等设备模块集成并布置于暗室中,测试软件系统采用模块化设计...     

短波相控天线阵全数字射频相位测量系统设计

天线阵各阵元激励信号的相位测量系统是短波相控天线阵的重要组成部分。针对短波相控天线阵设计需要,提出一种全数字多通道短波射频信号相位测量系统,给出了系统设计原理和具体实现方法,分析了系统的测量延时和测量精度等关键性能参数。分析和实测结果表明,该系统的相位测量延时小于1 ms,相位测量误差小于±0.2°,能够满足短波相控天线阵的设计要求。     

有源相控阵天线远场测试系统设计

为解决某型有源相控阵天线辐射特性测试占机时间长、系统不稳定、交付能力不满足生产需求等问题,开展了有源相控阵天线辐射特性校准与测试技术研究。针对被测产品体积小、频段高、天线单元多以及交付数量大的特点,选择了较为合适的远场测试系统的设计方案。测试系统硬件构成复杂,包含微波暗室、接收转台、发射扫描架、测控单元、水冷系统等;测试软件涉及项目多,包含幅度相位校准、方向图测试、指向精度补偿测试、等效全向辐射功率（EIRP）测试、有源增益测试等。重点对微波暗室尺寸设计、高精密转台精度分析、幅度相位校准算法和波束指向误差补偿技术进行了详细论述,完成了该型有源相控阵天线远场测试系统的软、硬件设计。测试系统精度高、动态范围大、运行稳定。该设计方案具有较好的推广价值。     

有源相控阵天线测试通用平台设计与实现

有源相控阵天线在完成装配之后要进行功能和性能测试,整个过程繁琐、复杂,并且不同架构的天线有不同的测试方法,现阶段天线测试系统多属于定制化研制。针对不同架构天线,提出通用化、标准化的测试硬件和构件化、模块化的软件平台,并基于某型雷达天线做了应用验证。结果表明天线测试通用平台相比于传统测试平台,测试精度基本一致,系统集成速度提升69%,软件复用率提升50%,开发人员能够快速、准确集成天线测试系统,使用人员能够使用标准天线测试流程提升测试效率,对有源相控雷达的研制具有重要意义。     

远场机载天线方向图自动化测量

机载天线方向图测量,是天线装机后性能检查的重要依据.基于其测量原理,对远场机载天线方向图自动测量系统的硬件系统、软件设计、连接协议作了说明;采用VC++,编制系统控制分析软件,对远程控制,数据采集、处理及功能的程序设计进行了详细描述,软件界面简洁,人机互动好,具有实时监测功能.通过试验验证及分析,天线方向图自动测量相对于人工测量模式,其精度和效率大幅提高,突出了测量领域自动化发展的必然趋势.     

大阵元超声相控阵多组扫查系统研究

大阵元超声相控阵多组扫查系统,可提供更好的扫查灵活性、图像对比度,增加聚焦法则多样性并实现分布式 扫查。为在资源有限的条件下提高资源利用率,保证实时性,实现分布式扫查,需要研究系统资源复用以及数据处理协同调度,减少仪器硬件开销和避免信号处理混叠冲突,提高仪器性能。因此重点研究大阵元超声相控阵多组扫查系统中多组延时聚焦、多组同构流水信号处理、异构分层多DAG(有向无环图)信号处理等方面调度理论方法与关键技术,并应用于大阵元超声相控阵多组扫查仪器研制。