三元组天线阵列控制方案研究

三元组天线阵列的精确控制是射频仿真暗室设计施工中关键环节,它直接影响到仿真试验的精度.本文从电磁场理论中能量流的概念出发,充分考虑三元组天线辐射单元相位对等效辐射中心的影响,提出了一种新的三元组天线阵列控制方案.该方案由于充分考虑了辐射单元相位因素,因此在建造大型辐射式仿真暗室天线阵列时,可以完全省去每个辐射单元后面的移相器,从而大大降低天线阵列的建设造价;由于该控制方案充分考虑了三元组天线单元间距对合成信号方位的影响,因此控制的精度也较原先有显著提高.     

单极化线形智能天线阵小型化技术研究

智能天线可以显著地提高移动通信系统的整体性能,然而,受施工、选址及环保等因素的限制,基站端智能天线采用小型化设计已成为一种趋势。设计了一款8单元(8通道)单极化线形智能天线阵。借助仿真软件,分析了单元间距对天线阵性能及小型化的影响。研究结果表明,在满足设计指标的前提下,单元间距为45 mm的紧凑型等间距线形智能天线阵的增益下降3 dB,半功率主瓣宽度增加了9,横向电尺寸减少31.11%。采用非等间距可以使智能天线阵的第一副瓣电平降低5～7 dB,横向电尺寸减少9.18%～20%。     

射频仿真系统中三元组天线单元张角计算

射频仿真系统的核心任务是通过控制天线阵列中三元组辐射信号模拟产生目标信号为电子装备提供逼真的电磁环境。三元组是其关键部分。从三元组的工作原理出发,阐述三元组的角闪烁方程,分析三元组单元张角计算,以期为三元组的设计提供依据。     

平板端射天线组阵的研究

传统端射天线是中等增益天线,不能满足雷达等对高增益的要求。为了提高增益和方向性,把平板端射天线单元进行了组阵。经过大量的仿真分析并结合原有试验结果,发现了平板端射天线的组阵不符合常规天线组阵理论。端射天线阵的增益随着天线单元间距的增大而提高,并且间距在1．5倍波长时天线阵的增益最高。这种特殊的天线组阵形式值得进一步研究。     

米波警戒雷达天线小型化研究

分析了单元间距较大的小型天线阵的基本特性，探讨了这种天线阵的设计方法，设计了一个小型大间距八木阵，试验结果表明，这种天线阵增益高，波瓣性能好，是米波警戒雷达天线小型化的有效途径之一。     

功分器在相控阵馈电网络中的应用

介绍了功分器在大功率相控阵馈电网络中的应用,即使用一部发射机通过功分器与天线阵连接进行功率发射,相比传统的一部发射机对应连接天线阵中一副天线的馈电模式,主要有以下优点:天线阵在发射机端口有更好的阻抗特性,改善了原传统模式中由于耦合严重可能导致的个别阵中单元天线阻抗失配严重从而使发射机无法正常工作的问题;可以使天线阵中单元天线的间距有更大的调整空间,使天线阵有更好的扫描特性。     

某车载高机动雷达天线阵面结构设计

设计一种带有被动翻转天线单元的天线阵面，天线单元通过一种联动机构随天线阵面的展/收状态而实时改变自身状态，以实现高机动车载雷达天线阵面系统的自动架/撤功能，并通过力学仿真分析验证了天线骨架结构设计的合理性。     

大型相控阵雷达天线阵面结构精度分析及控制

天线阵面结构精度是雷达结构设计中需要控制的关键指标之一。文中首先分析了结构精度对阵列天线极化特性的影响,通过理论公式可以推导出合理的精度指标要求,随后以某大型天线阵面为研究对象,分析了影响阵面结构精度的各个因素,并对各因素进行了误差分配以及控制方案制定。在天线装配中将摄影测量法应用于天线平面度的检测,基于测量结果的调整后平面度可控制在0.4mm内,其安装精度满足平面度指标要求。该方法为同类天线阵面平面度分析及控制提供了有益的参考和借鉴。     

一种X波段宽带背腔微带天线阵面设计

文章介绍了一种X波段宽带、宽扫、背腔式微带天线阵面。该天线利用背腔式口径耦合馈电的方式使单层微带板贴片单元实现了阵面中小单元间距下天线的宽带性能,并结合探针式天线单元级独立馈电的方法,实现了天线阵面的大角度扫描功能。基于项目需求,设计加工了一套8×8单元天线阵面,测试结果表明:该天线在X波段21%的相对带宽内驻波优于1.8,可在方位向实现±45°的大角度扫描,天线效率达到了80%以上,满足了项目的电性能指标要求。     

相控阵天线波束控制的基本原理及波控系统的任务

相控阵雷天线阵面波束控制系统可以实现天线波束的定向指向和控制,文章分析了相控阵天线波束控制系统的基本原理,并通过演算验证了该波束控制方案的可行性,为今后的相控阵天线波束控制系统设计提供了依据     

一种双极化液晶阵列天线设计与方向图综合方法

针对极化相控阵雷达应用背景,提出了一种基于电磁调控液晶的二维方向图可重构双正交极化阵列天线设计方法.该阵列天线设计由两种极化方式的亚波长超表面天线线阵交替排列构成,线阵上的单元均有两种工作状态,且每个单元都可以独立控制.该天线在一个方向维度上利用液晶超材料结构的电磁调控能力采用全息方向图综合方法实现了两个极化方式的独立调控,另一个方向维度上采用外部移相器对两个极化方式进行分别调控,创新地在两个方向维度上分别实现了正交极化信号的同时方向图重构,并确保了正交极化在二维方向图重构的一致性和良好的隔离度.仿真结果表明在法线两个正交极化的主瓣电平差小于0.01 dB,波束指向角为-40°时两个正交极化的的主瓣电平差小于0.02 dB.文章提出的双极化液晶阵列天线设计和方向图综合方法具有正交极化一致性好、结构简单等特点,并具有低功耗、低损耗、低成本制造、轻薄等优点,为小型全极化相控阵雷达精确信号制导应用提供了一个新颖的设计方案.     

Channel Capacity of Multiple-Input Multiple-Output Systems for Optimal Antenna Spacing by Particle Swarm Optimizer

The geometrical shape of antenna arrays for maximizing the average channel capacity of the system in a multiple-input multiple-output link is investigated. The optimum element spacing of the transmitting antenna is also included. The frequency responses of transceiver antenna with different element spacing are computed by ray-tracing techniques, and the channel frequency response is further used to calculate corresponding channel capacity. The transmitter is set in the center of the indoor environment and the receivers are with uniform intervals distribution in the whole wooden table. Linear shaped array, L shaped array, T shaped array and rectangular shaped array with non-uniform inter-element spacing are investigated for both line-of-sight and non-LOS scenarios. The optimal element spacing of antenna for maximizing the channel capacity is searched by particle swarm optimizer. Numerical results have shown that our proposed method is effective for increasing average channel capacity. It is also found that L shaped array has the highest channel capacity and the improvement ratio for rectangular shaped array is the largest.     

一种新型圆极化可重构天线

本文利用最大功率传输效率法(MMPTE),通过4个相同左旋圆极化贴片单元作为子阵来实现阵列天线圆极化可重构.通过在被设计阵列(作为发射阵列)远场区引入极化控制接收天线,可以将整个收发系统看作一个无线功率传输系统,这样就可以把阵列天线的设计问题转换为一个天线之间的传输效率最优化的问题.通过调节接收天线的极化方式和接收位置...     

相控阵天线栅瓣效应与规避

相控阵天线由许多阵元排列组成。根据不同的阵元间距和波长的关系,给出了栅瓣出现的位置。搭建了一个试验平台,通过控制扫描角度可以看到栅瓣出现的位置。采用相控阵天线技术结合传统天伺系统的方法,可以扩大天线的扫描范围,并且起到了规避栅瓣的作用。简述了多波束形成过程,论述了阵列天线的空间功率合成,并仿真出天线多波束方向图的理论值,与实验得到的结果相吻合。对工程起到指导作用。     

一种四单元圆极化微带天线阵的研制

本文设计了一种新颖的四单元圆极化微带天线阵。通过去掉单元贴片周围的介质,使天线阵的重量减少了54%。文中采用电磁仿真软件HFSS10进行优化与仿真,讨论了阵元间距对天线阵的增益、半功率波束宽度、旁瓣电平以及后瓣电平的影响。最后加工制作了相应的微带天线阵,测试结果与仿真吻合较好。     

A Method of Cross-Polarization Reduction

A method for the reduction of cross-polarized radiation is described. The method can be used for various antenna array systems made up of radiating elements with higher cross-polarized radiation. This solution enables numerous possibilities for selecting the position, the spacing, and the excitation coefficient of any array element. It is even possible to use two different linearly polarized arrays that use the same or different polarizations. Two examples are given: a quarter-wave microstrip antenna system operating in two frequency bands, and a suspended patch array     

A monofilar spiral antenna and its array above a groundplane-formation of a circularly polarized tilted fan beam

A monofilar spiral antenna is analyzed in the presence of a conducting plane reflector, using the method of moments. The circumference of the spiral antenna is chosen to be 2.3 wavelengths. A tilted beam of circular polarization is realized by superposing the fields from two active regions. The gain of the tilted beam is approximately 8 dB. The frequency bandwidths for 1-dB gain drop and 3-dB axial ratio criterions are 12% and 23%, respectively. An array consisting of the four monofilar spiral antennas is also analyzed, where the array element spacing is chosen to be 0.8 wavelength at a design frequency f₀. The input impedances of the four spirals are almost the same as the impedance of the single monofilar spiral antenna at f₀. The array radiates a tilted fan beam with a gain increase of approximately 6 dB from the gain of the single spiral antenna at f₀. The frequency bandwidth for a 3-dB axial ratio criterion is almost the same as that of the single spiral antenna     

锥面共形阵列天线盲极化DOA估计算法

 由于共形载体曲率的影响,共形阵列天线中各阵元单元方向图具有不同的指向,使得共形阵列天线具有了多极化特性(Polarization Diversity),为了描述共形阵列天线的多极化特性,通常在共形阵列天线的快拍数据模型中引入阵列入射信号的极化参数,因此共形阵列天线的DOA(Direction-Of-Arrival)估计需要与阵列入射信号极化参数联合估计.本文提出了一种盲极化DOA估计算法,通过在锥面共形阵列天线中设置三对特殊子阵,利用ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)算法,将入射信号极化参数与二维角参数去耦合,在入射信号极化参数未知条件下实现了高分辨DOA估计,并对估计性能进行了理论分析与推导,给出了参数估计的CRB(Cramer-Rao Bound),通过Monte Carlo仿真实验验证了DOA估计算法的有效性.     

Model-based synthesis of shaped-beam patterns with the minimum number of elements: a state-space method

Conventional antenna array synthesis methods can give good performance for uniform spaced antenna arrays within desired performance bounds. However, due to the restriction of uniform antenna element spacing, a lot of elements are required. Because of the above-mentioned drawback, in this paper, a new approach is presented to synthesise uniform spaced antenna array using the minimum number of elements. This approach introduces the state-space model to represent the desired discrete array pattern that is sampled uniformly from ?1 to 1 corresponding to 0–180°, then uses the desired sampled array pattern directly to construct the forward–backward data matrix that is introduced to estimate the model parameters, from which the locations and excitations of the new antenna elements can be extracted. The appropriate roots that are located on the unit circle are selected to obtain new radiation pattern. Simulation results show the viability for both shaped-beam and pencil-beam designs.