强耦合发射有限阵列的匹配网络研究

为研究匹配网络对强耦合发射天线阵列性能的影响,以网络散射理论为基础,在发射耦合天线框架 内给出了含匹配网络参数的阵列效率表达式,讨论了网络参数对阵列性能的影响,从而为强耦合有限阵列性能分析 提供了条件。最后以3×3 有限强耦合平面天线阵为例,计算结果表明,在有限强耦合阵列单元端口增加匹配网络可 以改善阵列边缘效应,但采用多种网络参数方法在进一步提高阵列效率方面效果不明显。本文理论和方法为研究 强耦合发射阵列特性提供了便利和条件,同时对工程实施和应用具有较强的指导意义。     

基于加载技术的宽带发射阵列

合理的阵元间距和有耗加载是实现天线阵列超宽带扩频的有效手段,但由于存在较大的端口耦合和损耗,影响较大功率的发射天线应用。在提出一种采用加载技术的超宽频段收发共用阵列方案基础上,通过对有耗阵列天线反射、辐射及内部耗散各部分能量的比较,深入分析其功率耦合及功率耗散机理,提出了大功率相控阵激励发射情况下降低内部热损耗的有效措施,对于宽带收发一体阵列的实现具有参考意义。     

天线耦合和极化对空分复用MIMO系统误码性能的影响

文章目的在于研究天线的互耦、匹配和极化特性对于基于空分复用的分层结构空时编码多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）系统误码性能的影响。采用了基于电路网络参数的信号分析模型,精确描述了匹配/未匹配天线阵列的发射、接收特性,接着使用蒙特卡罗分析方法对空分复用MIMO系统的误码性能进行了分析,包括匹配/未匹配线性阵列和极化分集阵列,并且讨论了极化失配特性对误码性能的影响。结果表明,匹配网络的应用能够有效地降低空分复用MIMO系统的误码率;同时极化分集天线的应用能够降低耦合和极化失配的影响,降低系统的误码率。     

毫米波雷达四元微带双天线阵的研制

本文介绍了一种应用于收发分离体制毫米波雷达前端的小型微带阵列双天线.双天线包含两个四元并馈微带天线阵,共置于直径为18.6毫米的圆形衬底上,分别作为雷达前端的接收和发射天线.前端电路采用自行研制的毫米波雷达MMIC套片,利用MCM技术集成在与天线共型的圆形衬底上,与天线以背对背方式连接,采用小孔耦合技术进行场耦合.经过对天线和整个前端的测试,收发天线提供了10.5dB的增益,两天线问的隔离度优于-34dB,雷达前端具备良好的收发性能.     

超宽带紧耦合阵列等效电路研究

针对紧耦合展宽阵列天线带宽的原理,利用紧耦合阵列天线阻抗的变化规律,研究单元间强耦合与地板共同对天线阻抗的影响;结合已有文献中紧耦合等效电路的特性,提出了一种能够对应天线单元形状与尺寸的紧耦合等效电路模型。该等效电路模型较文献中已有的等效电路模型具有更强的准确性和适用性,能较好地反映天线模型阻抗曲线和驻波曲线,为优化该类天线阵列的前期设计提供了指导方向。     

冰雪对大型阵列天线性能影响分析

提出了一种冰雪对大型阵列雷达天线性能影响的评估方法。该方法利用等效的原理,将冰雪对阵列天线性能的影响归结于它对天线单元或天线罩空间匹配的影响,并建立了天线阵列冰雪覆盖状态的分析模型,可在天线设计之初就给出冰雪覆盖对天线阵列性能的影响预估,为雷达系统设计提供决策依据。这样,在雷达系统设计时可以省略或简化天线阵面的融冰雪设备,降低雷达的生产成本和使用成本。文中还给出了设计实例。     

用于多普勒组件中的缝隙阵列天线的设计及其辐射特性的研究

为满足某些特殊场所的需要,本文在波导缝隙阵列理论基础上,应用CAD技术,设计出了用于BJ-100型多普勒效应收发组件在匹配状态下的波导宽壁纵向+缝隙阵列天线。并对方向性图进行了测试,结果表明,为用于通道式场所的探测或防范提供了有效的途径。     

相控阵孔径级同时收发技术研究

传统同时收发技术主要针对无线通信中的单元级天线配置进行研究,文中以大规模阵列作为研究对象,研究针对孔径级的收发同时技术,实现了大规模相控阵体制下的收发隔离。结合自适应阵列加权和收发隔离技术,以拉格朗日乘子法获得最优加权矢量。通过最小化耦合信号、最大化期望方向增益来构造代价函数,求得在线性约束最小方差准则下的最优权值。结果表明:在不影响目标检测性能的情况下,该方法能提供110 dB以上的隔离度,具有一定的工程参考意义。     

强耦合发射阵的电磁兼容分析

对于强耦合有源相控阵,其阵中单元存在共模和差模两种辐射模式,为减小共模辐射对发射系统的 干扰,本文从奇偶模理论出发,对阵中单元天线的辐射模式进行分解,得到与发射系统输出相关的奇模阻抗和奇模 辐射功率,其意义在于实现了强耦合阵列端口两种有源阻抗分离,从而为单元端口匹配提供了理论支持;本文最终 以3伊3 强耦合阵为例,用一种180毅混合巴伦对耦合天线奇、偶模进行物理分解,并进行了阻抗匹配设计,实验结果表 明,该方法有效降低了系统中的共模干扰,对一般有源阵列电磁兼容分析及工程应用具有参考意义。     

一种相控阵收发通道自检方法

为实现相控阵二次雷达发射和接收功能自检,更全面地反应收发通道的性能,提出了一种相控阵收发通道自检方法。本文在相控阵天线耦合校准的基础上,通过提取相控阵天线耦合校准时各通道发射和接收信号幅度,与预先设置的信号幅度波动范围值比对,判断收发通道故障,完成对TR组件通道自检。通过测试验证,该方法用于相控阵二次雷达具有较高的准确性,可改善自检结果。     

Performance analysis of compact MIMO system based on network theory

The impact of mutual coupling on the performance of multiple-input multiple-output (MIMO) systems with compact antenna arrays is analyzed. This article aims to use the 5-parameter modeling approach to examine the impact of mutual coupling on three system-related performance measures: antenna correlation, efficiency and bandwidth. It is shown that implementing a good matching network can drastically improve the system performance in the presence of strong mutual coupling. Experiment results indicate the superiority of cross-shaped antenna to dipole antenna.     

Termination-dependent diversity performance of coupled antennas: network theory analysis

A new analysis of mutually coupled diversity antenna systems is presented that includes the effects of coupling on the radiation pattern and received power. This analysis, based upon the network scattering parameters, makes use of the singular value decomposition to both specify the characteristics of and analyze terminated antenna networks. The approach facilitates a simplified proof of the multiport conjugate matching condition as well as development of expressions for diversity performance as a function of various impedance terminations. Application of the analysis to coupled dipole antennas characterized using full-wave electromagnetic analysis leads to a comprehensive examination of the diversity performance obtainable for such antennas under different termination conditions. The results from this paper reveal that for closely spaced antennas, the termination can play a noticeable role in determining the diversity gain offered by coupled antennas.     

考虑互耦影响下的智能天线数字波束赋形

本文分析了阵列单元之间的互耦对智能天线阵列数字波束赋形（DBF）的影响。通过对天线子系统建立等效接收模型，对由理想半波振子组成的8单元圆阵（用于TD-SCDMA系统）进行矩量法（MOM）分析，得到表征单元之间互耦的广义阻抗矩阵，由此得到智能天线的互耦信息及其对天线性能（SINR）的影响。通过数值分析结果与试验的结果与对比可以看出互耦对副瓣电平和智能天线抑制干扰的能力有一定的影响。本文的分析对智能天线的研究具有一定意义。     

一种宽带缝隙耦合微带天线阵列的设计北大核心CSCD

微带阵列天线具有增益高、剖面低、体积小、重量轻、成本低、易共形等优势,为了克服其频带窄、交叉极化强的问题,文中采用偏置缝隙耦合馈电、上层贴片、并馈网络等措施设计了宽带多层微带阵列天线。在等效电路分析基础上,结合仿真验证,分析了关键参数对天线单元阻抗匹配的影响,得出了单元最佳结构尺寸。采用了灵活的等功分并馈网络实现了8×8布局、45°极化的微带阵列天线。仿真和实测结果表明:电压驻波比VSWR<2的阻抗带宽达到48.8%,半功率波束宽度HPBW>9.2°时增益大于18 dB,交叉极化电平低于-22 dB,同时具备较深的零深、较低的副瓣电平。     

天线匹配对莱斯信道下紧凑MIMO系统性能的影响

深入研究了存在天线互耦和空间相关时,天线匹配网络对莱斯信道下多输入多输出MIMO系统性能的影响,建立了包含相关莱斯信道、天线互耦和匹配网络的(MIMO)系统模型.通过仿真分析了匹配阻抗、天线互耦、空间相关性以及信道衰落环境对包络相关性和信道容量的影响.实验结果表明:莱斯信道下匹配阻抗对MIMO系统的影响与瑞利信道情况下有所不同,适当地选择天线匹配阻抗可以改善MIMO系统的性能.     

Antenna, load, and field effects on the bistatic scattering patterns from a linear dipole array

Scattering from a terminated antenna structure is studied and evaluated by modeling and computing its characteristics for linear dipole arrays and a variety of field, structure, and load conditions. Specific current distributions and effective load terminations are established that separate and compare the surface- and load-reflected contributions to the scattered field. The level and spatial distribution of the resulting fields and cross sections are determined as well as the relationship of these fields to the antenna gain pattern and their dependence on termination network effects that include waveguide phase delays and interdipole connections. The results presented illustrate the character of the bistatic scattering and its dependence on array structure, mutual coupling, conducting plates, incident field variations, and the internal and termination impedances.     

具有谐波抑制功能的多极化微带天线阵设计

本文提出了一种基于切换馈电网络的极化可重构微带天线阵。阵列单元采用正方形辐射贴片,利用微带线缝隙耦合进行馈电,通过在馈电结构中心加载短路柱,可获得宽带性能的同时,有效抑制偶次谐波。综合采用串联组阵和并联组阵技术,优化设计了一款2×2的天线阵列,将阵列端口分别与微带分支线耦合器及微带混合环相连,最终实现了水平和垂直线极化,左旋和右旋圆极化四种模式的切换。实验结果表明,所提出的天线在ISM频段2.4~2.5 GHz频率范围内获得了良好的匹配和多极化特性。该天线阵设计简单、易于操作,可潜在应用于无线通信系统中天线极化分集的场合。