星载赋形波束单馈源单偏置反射面天线设计

为了使星载赋形波束天线远场方向图与服务区形状匹配良好,并且在波束覆盖区内具有较平坦的方向性系数,将表征反射面形状的Zernike多项式展开系数作为优化变量,建立基于最小P乘法和Minmax方法的适应度函数,利用进化算法进行赋形反射面天线优化。利用该方法设计了覆盖中国大陆和巴西的赋形波束反射面天线。仿真结果表明,天线远场方向图与服务区形状均匹配良好,服务区内的方向性系数波动量分别为2.31 dB和11.23 dB,该值比现有方法小,并且该方法具有较高自由度及收敛性好的特点。     

差分进化算法在阵列天线波束赋形中的应用

在相控阵天线的应用中,有时需要实现左右不同的副瓣电平。为了减少计算量,我们希望能使用尽量少的参数实现对副瓣不同要求的波束赋形。本文提供一种设计方法,针对一个16 单元的阵列,只对天线16 个单元的幅度以及其中一个单元的相位进行优化,其15 个单元的相位随扫描角度变化。通过差分进化算法的优化能迅速方便的得到所需 的幅度相位值,对各个扫描角度实现不同副瓣的波束赋形,使天线在左右的副瓣电平分别为-25 dB 和-35dB。     

宽带双频双极化星载赋形反射面天线优化设计

为拓宽星载赋形反射面天线的工作带宽,运用物理光学(PO)、物理绕射理论(PTD)和极小极大值算法(Minimax)对其进行了设计.首先利用PO与PTD相结合的方法来计算天线远场,然后应用Minimax算法对目标函数进行优化来实现宽频带内的波束赋形.优化过程中同时考虑了天线的增益和带宽,并采用归一化的电场来进行构建目标函...     

一种星载通信混合反射面天线的设计方法

为了使星载通信天线产生1个赋形波束覆盖服务区,同时产生1个固定点波束和1个有限扫描点波束,该文提出一种由2个赋形反射面和3个馈源组成的混合反射面天线。该天线是以赋形主反射面共用为基础,等效为2副单馈源单偏置反射面天线和1副双偏置格里高利型赋形反射面天线,分别产生赋形波束、固定点波束和有限扫描点波束。通过对一副口径为1.2 m的天线各个波束进行仿真实验,赋形波束在Ku收、发频段时波束覆盖区边缘(EoC)方向性系数为27.5 dBi,固定点波束在C收、发频段时天线口径效率高于70%,通过将赋形副反射面及对应馈源横向偏焦实现Ka收、发频段的点波束在服务区内外的扫描。仿真结果表明,该混合反射面天线可实现C/Ku/Ka频段的同时通信任务。     

星座通信数字多波束天线技术

本文简要介绍了星座通信星载多波束天线的应用现状和发展趋势,分析比较了几种典型多波束天线的性能特点,提出了数字波束形成(DBF)技术应用于星座通信系统星载多波束天线的可行性方案,针对星座通信系统特点,对数字多波束天线的关键技术问题进行了初步探讨.     

星座通信数字多波束天线技术

本文简要介绍了星座通信星载多波束天线的应用现状和发展趋势,分析比较了几种典型多波束天线的性能特点,提出了数字波束形成（DBF）技术应用于星座通信系统星载多波束天线的可行性方案,针对星座通信系统特点,对数字多波束天线的关键技术问题进行了初步探讨。     

基于差分进化算法的阵列天线波束赋形研究

在阵列天线波束赋形设计中,通常方法是对阵列的阵因子进行分析,这类方法没有考虑阵列单元的影响,所设计的波束形状与要求的有一定差异。本文将差分进化算法(DE)与高频电磁仿真软件HFSS相结合,分析阵中每个单元的影响,减少波束赋形结果与天线实际方向图之间的差异。文中对一个微带缝隙阵列天线进行了低副瓣优化设计,设计结果和HFSS仿真结果吻合良好,两者之间差异在0.3dB范围之内,验证了设计方法的可行性。     

基于波束优化赋形方法的斜视星载SAR模糊抑制研究

距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊（距离和方位模糊）抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比（Ambiguity to Signal Ratio,ASR）指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥（Quadratic Cone Programming,QCP）优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。     

阵列天线不对称副瓣波束赋形研究

在相控阵天线的应用中,有时需要实现左右不同的副瓣电平。本文提供一种设计方法,通过差分进化算法的优 化能迅速方便的得到所需的幅度相位值,对各个扫描角度实现不同副瓣的波束赋形,使天线在左右的副瓣电平分别为-25 dB 和-35dB。并利用天线阵列和组件做了实验,验证了优化结果的正确性。     

高效率椭圆波束赋形双偏置天线

本文严格导出了椭圆波束双偏置天线的完整赋形公式,并利用口面格栅阵方法导出了辐射方向图的计算公式。     

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。     

平坦地条件下移动通信基站天线远场分析

介绍了一种平坦地条件下基站天线远区场分析的理论方法。文章利用射线跟踪法,通过建立适当坐标系进行三维建模,结合电磁散射矩阵关于散射场入射场关系进行理论分析。文中采用最常见的对称天线模拟基站天线,对某900 MHz GSM落地式基站进行电磁环境仿真,对仿真结果进行分析并与实测数据比较,得到结论:在距离基站30 m范围之内,要同等考虑直射信号与地面反射信号对场观察点的场强贡献,在距离＞30 m时,只需考虑天线直射信号对场观察点的场强贡献。     

基于遗传算法的任意栅格星载多波束平面阵列方向图综合

讨论了一种基于遗传算法的综合任意平面阵列方向图的方法。算法直接将复数作为遗传算法的编码,省去了一般遗传算法的编码、解码步骤,简化了计算过程,节约了计算时间。采用两种交叉算子,能够较好地克服早熟收敛和收敛对初始群体的依赖。仿真结果表明,该方法能够对任意栅格阵列实现复杂形状方向图的赋形,并且在实现主瓣赋形的同时能够实现良好的旁瓣抑制。     

星载DBF多波束发射有源阵列天线

 低轨通信卫星大容量、终端小型化要求卫星采用多波束天线技术来实现高增益、宽覆盖.本文针对低轨CDMA通信系统,设计了具有近"等通量"覆盖的平面阵列多波束发射天线,该天线由61微带单元天线阵、61个发射射频通道和数字波束形成网络组成;数字波束成形网络对输入的16个波束信号进行正交化、加权处理输出61路中频信号,由发射射频通道完成上变频和信号放大,最后通过天线阵辐射出去在空间形成期望的16个赋形波束覆盖.文章详细介绍了天线的实现方法和试验结果,通过对16波束发射天线原理样机的测试,结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了天线系统设计的正确性.     

毫米波新月形柱面透镜天线设计

设计了一个毫米波均匀介质新月形柱面透镜天线。考虑到透镜天线设计中遇到的计算过程复杂、工作量大的问题,提出采用射线追踪法分析毫米波透镜天线,通过MATLAB编程仿真得到满意的效果。该结果与其他仿真结果基本吻合,但是具有省时和节省计算机存储空间等优点,可作为毫米波透镜天线设计的优选方案。     

一种阵列天线赋形波束综合方法

给出一种基于反离散傅里叶变换阵列天线赋形波束的综合算法,综合后的阵列天线波束形状与预给的波束形状吻合较好,从而达到设计要求。该方法具有计算速度快、计算量小、计算数值稳定性好的优点。是一种阵列天线波束赋形的实用方法。     

基于实数编码遗传算法的多波束天线优化设计

为了在服务区内获得良好的多波束性能,提出了一种新的单口径单馈源多波束天线设计方法。通过采用对反射面进行赋形的方法来解决传统单口径单馈源多波束中交叠增益与旁瓣电平之间的矛盾。在对反射面优化的过程中将反射面的形变量作为优化变量,然后利用实数编码遗传算法对其进行优化从而实现更高的增益和载干比(C/ I)性能。最终利用该算法对一个服务区为某区域的多波束天线进行了优化设计和分析,仿真结果说明了该优化方法的有效性。     

平流层艇载CDMA系统的嵌入式多波束天线方案

该文改进了原先提出的微/宏波束天线覆盖方案,采用更为复杂但更贴近实际的模型,尤其是改进了艇载天线波束方向图和信道干扰的计算方法。该方案应用于平流层通信CDMA系统,通过在宏波束覆盖范围中嵌入微波束,解决平流层通信系统中由于用户分布失衡而引起的热点问题。针对不同的用户分布和热点位置,文中给出了调整微波束实现系统容量最大化的优化方法。仿真结果表明在用户分布失衡、热点位置变化等情况下使用本文的嵌入式波束覆盖方案仍然可以保持高而稳定的系统容量。     

基于极小极大值算法的多波束天线优化设计*

为了以多个性能近似一致的点波束覆盖服务区,提出了一种新型赋形多波束天线设计方法。优化过程中将天线口径投影面内的相位分布和各个馈源的位置作为优化变量,然后以不同位置波束的增益和旁瓣作为目标函数,最后利用极小极大值算法获得高增益低旁瓣多波束覆盖。数值仿真结果表明了优化设计的有效性,解决了传统标准单口径单馈源多波束天线旁瓣电平高、波束交叠增益低的问题。     

球面共形微带天线的优化设计

针对球面共形微带天线带宽窄的缺陷,采用自适应差分进化算法结合矩量法成功实现对球面共形微带天线的优化设计。对自适应差分进化算法中的种群初始化、控制参数的选择等方面进行了详细的讨论。在搜索过程中,提出一种"先测向后定位"的搜索策略,首先采用粗优化方式找到控制天线性能基因的大致位置,然后在找到的位置进行细优化,进一步提高天线的性能。这种粗、细优化相结合的方式在保证优化效果的情况下,大大降低种群的数量,提高了优化效率。最后,分别优化出宽频带以及工作在双频点的球面共形微带天线,优化结果与仿真软件对比,验证了本文分析处理的正确性与有效性。