基于多约束凸优化的重叠子阵加权方法

为了克服阵列雷达重叠子阵在有限视场扫描时的高副瓣问题,需要对子阵进行加权以形成宽主瓣低副瓣的子阵因子方向图.针对此问题,文中对子阵阵因子的主瓣和副瓣区域进行了精细划分,并在主副瓣区域上对阵因子方向图进行约束;引入了零陷角度和深度的约束更好地限制了第一零点的位置与电平;结合凸优化求解方法实现了平顶子阵阵因子优化.仿真结果...     

圆柱面上的轴向偶极子阵的低副瓣方向图优化综合

本文利用新的非线性最优化方法讨论圆柱面上的轴向偶极子阵的低副瓣方向图优化综合问题，利用阵列的单元可实现增益方向图，我们把阵列综合问题表述为一个约束非线性规划问题，采用新直接法求解该问题即可得出一组使阵列的总方向图满足副瓣指标要求，同时具有尽可能高的方向性系数的激励系数，如果阵列的总方向图不能达到副瓣指标，则可得出一组使阵列方向图在可达到的副瓣方向图综合设计的模拟计算结果。     

一种新的低副瓣曲线阵数值综合方法

本文提出了一种新的低副瓣曲线阵数值综合方法。把曲线阵综合问题表述为约束非线性最优化问题,利用新直接方法求解它,即可求出使阵列的总方向图满足特定的副瓣电平指标,且具有尽可能高的方向性系数的激励和空间分布,文中主要给出了自由空间曲线阵综合的数学模型和计算结果,并给出了直线阵时新综合方法与Taylor分布的比较结果。新综合方法也适用于共形曲线阵综合问题。     

毫米波共形相控阵雷达导引头的阵列稀布优化

该文针对毫米波共形相控阵天线阵列稀布引起的栅瓣问题,提出了一种最优极化(交叉极化电平最小)条件下的阵列稀布优化准则。该方法首先建立毫米波共形相控阵雷达导引头极化辐射方向图的数学模型,通过对圆极化和线极化两种极化方式下交叉极化电平的比较,选取最优极化方式,选定阵列稀布优化的两组基本参数,然后利用改进的粒子群进化(MPSO)算法优化两组参数条件下的阵元分布,对比阵元分布优化后的天线方向图确定阵列稀布优化的基本准则,来有效抑制由于阵列单元稀布而引发的栅瓣效应。仿真试验证明该准则的合理性。     

基于约束差分进化的阵列置零

阵列置零的同时,阵列的旁瓣电平升高、主瓣增益降低甚至阵列指向都会发生改变,导致阵列性能降低。针对阵列置零时阵列性能降低问题,提出一种约束优化模型。在约束优化模型中不仅设置了零陷深度约束和近旁瓣电平约束,还设置了阵列期望方向增益约束及阵列指向约束。在满足约束条件下,使得阵列旁瓣电平最低。并且针对标准约束差分进化算法收敛慢,采用自适应约束差分进化(e-SADE)算法,该算法采用多种变异方式相结合、自适应地调节交叉概率和缩放因子。运用自适应约束差分进化分别通过调节阵元相位和阵列功率一定时的阵元权值求解这个约束优化问题,仿真结果表明提出的方法实现了需求的目标方向图,利用自适应约束差分进化算法优化实现阵列置零是有效可行的。     

一种阵列天线的约束最优化综合方法

为同时满足对方向性系数,阵列效率,方向图旁瓣等参数的要求,提出了一种效率和旁瓣约束下的最优方向性综合法.该方法适用于任意的阵列形式,以最大化阵列方向性系数为目标,通过对加权向量的二次约束控制了阵列效率,并采用迭代的方法满足了方向图旁瓣的要求,实现了阵列效率和旁瓣约束下的方向性系数最优化.对多种阵列在不同要求下的仿真结果以及5元圆阵列的实验结果表明了这种方法的有效性和灵活性.     

一种超方向性阵列天线综合方法

以往的阵列综合方法不能在获得高的方向性系数的同时保证外部噪声占优,不能用于超方向性阵列综合 .本文提出了一种新的阵列综合方法,该方法适用于任意阵列形式,以最大化阵列方向性系数为目标,通过对阵列效率的约束保证了外部噪声占优的条件,并通过迭代控制了方向图的旁瓣,实现了阵列效率和旁瓣约束下的方向性系数最优化,很好地满足了超方向性阵列综合的要求 .对多种阵列的综合结果表明了这种方法的有效性和灵活性 .     

天线特性测量中极化基失配的影响及校准

对一部待测、待评估的天线,其交叉极化特性实际上是依赖于极化基的,极化基匹配或失配情况下,得到的交叉极化性能评估结果也不一样.文中首先建立了天线极化特性测最模型,推导了交叉极化测量校准约束模型,给出了该约束下的最佳收发极化基.并针对实际的雷达天线进行了外场测量实验,实测处理结果验证了上述结论.利用约束模型可对实测的极化方向图实现有效的校准.     

时间调制阵列的方向调制信号综合算法研究

针对时间调制稀疏阵列天线方向调制信号综合问题提出了一种分步迭代凸优化算法.通过对阵元开启时长和开启时刻的分析,将方向图的上下界约束转化成凸问题.通过对中心频带和边带方向图的分步优化,使期望辐射方向上只有中心频带辐射,边带信号形成零陷.稀疏线阵的仿真结果验证了所提算法的稳定性和高效性,达到了方向调制信号综合的目的.     

分布式数字合成阵列主辅波束优化

针对分布式数字合成阵列中高副瓣效应导致的多目标探测困难的问题,给出了一种分布式数字接收阵列合成的总体设计技术,一方面利用凸优化数字波束加权设计方法,抑制主波束副瓣;另一方面利用副瓣匿影技术及多匿影波束分段设计方法,实现对副瓣方向干扰的抑制。文中通过检测理论和数值计算给出了系统性能分析,并通过两部合成数字阵列的外场跟飞试验验证了方法的有效性。     

Pattern Synthesis and Polarization Optimization of a Conical Array

A feasible method for synthesizing millimeter-wave conical array and optimizing low cross-polarization is proposed.Starting from the far-field superposition principle,an efficient approach including element mutual coupling and mounted platform effects is used to calculate the far-field patterns.A coordinate transform is applied to create polarization quantities,and a general process for the element polarized pattern transformation is performed.Corresponding numerical example is given and the desired sidelobe level and low cross-polarization are optimized.The numerical results indicate the proposed method is valid.     

Antenna array pattern synthesis via convex optimization

We show that a variety of antenna array pattern synthesis problems can be expressed as convex optimization problems, which can be (numerically) solved with great efficiency by recently developed interior-point methods. The synthesis problems involve arrays with arbitrary geometry and element directivity, constraints on far- and near-field patterns over narrow or broad frequency bandwidth, and some important robustness constraints. We show several numerical simulations for the particular problem of constraining the beampattern level of a simple array for adaptive and broadband arrays     

基于极化特征图的定标精度应用需求分析

、目标参数反演等应用需求.     

宽带低交叉极化超材料漏波天线的设计

基于基片集成波导结构提出了一种新型双层电磁超材料单元，并验证了其左手特性。将超材料单元应用于漏波天线的设计，所设计的天线由15个双层电磁超材料单元组成。将设计好的天线进行加工测试，测试与仿真结果吻合较好，表明漏波天线的工作频带为7.20~12.70GHz，在工作频带内可实现从后向-78°到前向+80°的连续主波束扫描，天线在工作频带内的测试增益均大于10dBi，峰值增益为15.2dBi，3dB增益带宽达到50.2%。此外，该漏波天线具有很低的交叉极化电平，交叉极化始终比主极化低至少30dB。相比于新近文献报道的同类型超材料漏波天线，所设计的天线具有更加优越的电气性能。     

目标交叉极化散射特性的强度分析

对于雷达目标交叉极化散射弱于共极化散射的认识,具有易被忽视的前提,即通常当目标关于由天线和目标所确立的平面对称时,因两者之间相对位置的特殊性才使得目标散射的交叉极化分量明显弱于共极化分量。通过理论推导和测量实验,对目标交叉极化散射强度进行了分析,并在相当广泛的意义上证明了交叉极化散射并不一定弱于共极化散射。该结论对于进一步挖掘雷达极化信息获取能力,进而充分利用极化信息提高雷达工作性能具有一定的启发意义。     

Design of dual-polarized series-fed microstrip arrays with low losses and high polarization purity

The design of a dual-polarized microstrip series-fed linear traveling-wave array is described in this paper. The array is composed of two identical subarrays formed by cascading an equal number of four-port aperture-coupled cross-patch elements and terminated on a two-port radiating matched load. By properly exciting the array, dual linear or circular polarization can be accomplished and by virtue of the symmetric arrangement of the antenna cross-polarization is annihilated. A straightforward design strategy is proposed for the synthesis of a desired current distribution along the array antenna. Some proof-of-concept linear arrays are developed and the corresponding numerical results, obtained through a full-wave approach based on the method of moments (MoM), are provided. As an independent validation, supplementary analyses by the finite integration technique (FIT) are also reported. Very close agreement is found between prescribed and synthesized array performance, which qualifies the proposed design approach as an accurate and effective tool for the synthesis of series-fed aperture-coupled patch arrays.     

Scattering response of an electrically small bianisotropic particle

Scattering response of an electrically small bianisotropic particle suspended in free space is presented. Formulation of this problem is based on the assumption that the electrical small bianisotropic particle can be modelled as both an equivalent electric and a magnetic dipole moments. It is found that cross-polarization and/or co-polarization phenomena may occur for certain constitutive relations, separatively.     

Wideband Dual-Polarized Patch Antenna With Broadband Baluns

A pair of novel 180deg broadband microstrip baluns are used to feed a dual-polarized patch antenna. The 180deg broadband balun delivers equal amplitude power division and consistent 180deg (plusmn5deg) phase shifting over a wide bandwidth (>50%). We demonstrate that for a dual-polarized quadruple L-probe square patch antenna, the use of the proposed 180deg broadband balun pair, in place of a conventional 180deg narrowband balun pair, provides improved input port isolation and reduced H-plane cross-polarization levels over a wider frequency range, while maintaining low E-plane cross-polarization levels and stable E- and H-plane co-polarization patterns throughout the impedance passband