阵列信号处理实验平台设计

本文针对一维线阵和二维面阵的阵列信号处理算法研究,设计了一种发射阵列和接收阵列上下交错排布的二维稀疏超声相控阵列信号处理实验平台,并给出了实验平台的硬件总体功能设计、发射和接收电路设计及软件架构。相控阵声场特性仿真分析结果表明该实验平台具有较好的波束成形和波达方向估计效果。     

一种新的低副瓣多波束形成方法

利用遗传算法优化一维线阵电流幅值的结果,结合单波束形成原理以及叠加原理最终成功实现了一维、二维、三维天线阵的超低副瓣多波束的形成问题。通过matlab编程仿真,结果显示设计效果非常好,波束方向,波束相对大小要求均能很好控制。该文对多波束天线的设计具有重要的指导作用。     

圆柱阵二维波束图综合方法研究

圆柱阵通常等效成均匀圆阵进行一维波束图综合,深度方向波束固定且旁瓣级较高。多途效应导致接收基阵处声线弯曲入射,阵增益降低。为了修正圆柱阵的阵增益损失以及提高深度方向的抗干扰性能,在凹槽噪声法的基础上讨论了两种圆柱阵的二维波束图综合方法,即整体二维波束图综合方法和分步二维波束图综合方法。计算机仿真结果表明了两种方法的可行性。     

圆阵相位模式空间波束输出的高分辨目标方位估计算法研究

本文推导了均匀圆阵作为接收阵时的相位模式空间,证明圆阵在相位模式空间可以等效为一个虚拟线阵,并把高分辨方位估计算法应用到均匀圆阵相位模式空间虚拟线阵波束输出。计算机仿真结果显示,波束域Root－MUSIC算法应用到虚拟线阵时可以获得良好的解不相关信源的能力,而波束域WSF算法则具有比模式平滑算法更佳的解相干信源性能。     

考虑互耦的切比雪夫线阵天线波束形成

低副瓣是当今电子对抗时代中对雷达天线的必然要求,但由于阵列天线单元间有互耦的影响,实际的天线单元电流分布往往达不到我们设计的要求。本文在介绍切比雪夫线阵的设计公式和互耦的矩量法分析方法的基础上,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时切比雪夫线阵天线阵元的电流分布,仿真实现了阵元互耦对切比雪夫线阵各阵元电流幅度及相位的影响效果以及互耦对切比雪夫线阵天线波束形成的影响效果,接下来用软件的方式补偿互耦所造成的影响,从而完成了切比雪夫线阵天线波束形成的综合。     

基于波束形成算法的PFDA干扰抑制

针对二维面阵频率分集阵列(PFDA)雷达在抑制与目标角度维接近、距离维可分的干扰过程中,经典波束形成算法在导向矢量失配时出现的主瓣畸变问题,在交叉正弦二维面阵频率分集阵列结构的基础上,通过采用可变加载约束的最速下降线性约束最小方差准则,求解导向矢量失配时的修正权矢量,在估计导向矢量存在2°指向误差时仍可实现对阵列方向图波束主瓣的有效纠偏和保形。仿真验证了该方法的有效性。     

天线波束相位理论

本文简要地回顾了传统上对天线的要求,并以实例说明随着近代科学技术发展的需要,天线波束的相位特性应该引起重视和研究,在此背景下本文试图将天线波束相位和孔径电流分布等有关问题系统化,在前人工作的基础上,总结并讨论了关于相位参考点、不同相位参考点的天线方向图的变换关系、方向图的零点电平和相邻波束间的相位差,线阵电流分布的分解;提出并从理论上证明了天线同相波束的普遍条件和连续线阵的对称波束条件。归纳为几个定理,并将这些论述统称为天线波束相位理论。     

单脉冲与堆积波束测角精度研究

本文对一维线阵相控阵雷达测角同时波束转换技术中的单脉冲测角、堆积波束测角方法、基本精度进行了研究,建立了一个线阵模型,通过在线阵单元加入相同信噪比的高斯噪声,对两种方法的测角结果进行了分析对比,仿真数据可作为相关人员进行雷达系统俯仰测角方案设计的依据。     

基于遗传算法的非对称多波束反射阵天线设计

针对传统方法设计的多波束反射阵天线增益低、波束偏移大、要求波束对称等问题,通过引入全局优化算法中的遗传算法对反射阵相位分布进行优化,以完成非对称多波束反射阵天线设计。为验证其有效性,设计并制作了一副Ku频段,波束指向分别为θ1=25°,1=0°和θ2=15°,2=180°的非对称双波束反射阵天线。测试和仿真结果较吻合,天线在中心频点的增益为26.03dBi,效率达到28.04%,1dB增益带宽和3dB轴比带宽均能覆盖11.3~12.3GHz(8.3%),实测波束指向为θ1=24.3°,1=0°和θ2=15°,2=180°,波束偏移0.7°。结果表明遗传算法能有效完成非对称多波束反射阵天线设计。     

宽带多波束发射阵的误差分析与性能测试

给出一维多波束发射阵的功率方向图和等效辐射功率表达式,并采用数值计算方法,对喇叭存在幅度、相位误差,阵元失效时发射阵功率方向图各项指标的变化进行仿真计算,得出一些有益于发射阵设计和维护的理论指导结论。最后对正常情况和部分阵元失效时的功率方向图及等效辐射功率进行测试比较,实测结果与理论计算的趋势完全一致。