全空域多目标测控天线技术研究

航天技术的快速发展使得在轨飞行器的数量迅速增长,传统上基于抛物面天线的测控技术已经不能满足未来全空域内同时多目标测控的需求,为此,提出了一种解决方案,采用共形阵列天线和数字多波束形成技术,在全空域内同时形成多个波束,每个波束指向一个测控目标,实现同时对多目标的测控。根据提出的方案,研制了原理样机,进行了外场试验,结果表明样机的功能和主要技术指标与设计相符合,证明了技术方案的正确性。     

全空域多目标测控天线波束合成的频响特性

为了控制全空域多目标测控天线波束合成对全空域多目标系统设计的影响，研究了数字波束合成后的信号频响特性。通过分别对天线子阵以及所组成的球面阵进行数学建模，仿真得到相应波束的幅频特性、相频特性与群延迟特性，并分析了其变化原理。分析结果表明，全空域多目标测控天线波束合成频响特性与阵列流形、相控方式和扫描方式有关。研究结论可用于指导全空域多目标测控系统的设计。     

全空域多目标测控天线零点约束方向图综合方法

针对全空域多目标测控天线相互干扰的问题,提出了一种基于零点约束的全空域多目标测控天线方向图综合方法.该方法对多个干扰目标方向进行零点约束,求取逼近给定方向图的最优权矢量的闭合解,生成具有干扰抑制能力的优化波束方向图.仿真结果表明,所提方向图综合方法在维持原有给定方向图特性的前提下,可在多个方向形成有效零点.在等效2m口径全空域多目标测控实物天线对该方法开展试验验证,结果表明在干扰方向抑制能力大于60 dB,证明了方法的正确性.     

全空域相控阵测控系统波束形成分析

全空域相控阵测控系统作为下一代地基航天测控系统发展趋势,其系统架构和波束形成等关键技术值得深入研究。介绍了全空域相控阵测控系统实现方案,分析比较了3种备选波束形成方法。在此基础上,对共形球面阵波束形成技术进行了分析与仿真,仿真结果验证了系统波束形成设计思路。     

全空域球面相控阵测控系统角跟踪方法概论

全空域球面相控阵测控系统是一类新的测控系统.在介绍该系统角跟踪技术特点的基础上,概述了角跟踪系统设计方法以及单脉冲角跟踪、圆锥扫描跟踪、变口径跟踪、多目标跟踪和过顶跟踪等技术,可供该领域相关人员参考.     

新型靶场全空域全数字相控阵测控系统设计

针对后续靶场多发齐射等新型试验任务的测控保障需求，提出了基于全空域覆盖多频段综合孔径天线阵列、分布式数据采集与传输、多功能通用“资源池”为基础的新一代靶场多功能综合测控系统。针对靶场遥测常用的S频段和安控常用的P频段，给出了双频段共阵面全空域覆盖相控阵的具体实现方式，并仿真分析了核心指标。仿真结果表明，全空域增益波动在1 dB内，第一副瓣电平均小于-13.0 dB。此外，该系统架构具有可扩展性。     

全空域球面相控阵测控系统的一种过顶跟踪方法

针对球面相控阵天线在跟踪高仰角过顶的动态目标时因方位角跳变引起的跟踪中断问题,提出了一种基于坐标系旋转的过顶跟踪方法。仿真表明,该方法很好地满足了相控阵天线角跟踪设计需要,能有效解决球面阵天线高仰角的跟踪过顶问题。目前,该方法已经成功应用于工程项目。     

测控通信系统球面相控阵的全空域覆盖波位设计

针对现有测控通信系统球面相控阵的波位设计方法难以满足大空域或全空域条件下的高效波位编排问题,从波束覆盖模型入手,研究了波束以及相邻波位在空域覆盖上的若干几何性质,并以此为基础提出了一种用于球面相控阵的波位设计方法。该方法以天顶方向为起始,自顶向下分圈实现设计,利用波位覆盖的几何性质以及最大化波束利用率准则计算各圈次的具体波位,从而实现全空域无缝覆盖条件下的高效波位编排。最后给出仿真示例说明波位设计方法的有效性。     

全空域球面相控阵波束形成器的优化设计

针对目前全空域球面相控阵测控系统工程应用中波束数量、信号瞬时带宽等数字波束形成器性能和复杂度难以兼顾的问题,分析了常规波束形成方法在基于半球形结构的S频段大型共形天线阵列工程应用中的局限,给出了一种基于子阵划分的宽带数字波束形成器优化设计方法,通过优化幅相和时延补偿方式,使算法不受子阵尺寸限制,工程实现复杂度较低。系统建模和仿真验证表明该方法可以获得良好的瞬时带宽性能,具有较好的工程应用价值。     

球面全空域多波束天线的分析与验证

针对多星测控和高精度测量的需求,介绍了“半球面+柱面+全数字波束形成、收发一体的球形全空域多波束天线实现方案”的比较分析过程和实验验证结果。实验结果表明,采用该天线的测控系统能在实现多目标同时遥测遥控的同时大幅提高跟踪性能,测量精度与传统测控站相当,满足未来多星环境下全空域高可靠跟踪、高精度测量的要求。     

相控阵测控系统概论

相控阵测控系统是一类新的测控系统。本文介绍了这种系统的技术特点,概述了它的波束形成、分时多波束和同时多波束、自适应时-空二维滤波、单脉冲角跟踪、边扫描边跟踪(TWS)和多目标跟踪、共形相控阵和宽角扫描以及降低造价等问题。     

一种双圆极化半球面相控阵天线的优化设计

针对全空域多目标通信的应用需求,设计了一种具有32阵元的双圆极化半球面相控阵天线。为满足低仰角目标通信需求,采用半球加圆柱的布阵方式,通过详细对比分析三种不同阵元排布方式下的天线性能,确定最优的布阵方式。仿真结果表明,该天线从0°~102.5°扫描过程中,天线增益大于13.3 dBi,增益波动小于2.5 dB。该相控阵天线能够适用于全空域多目标通信的场合。     

数字多波束相控阵测控系统角跟踪环路设计

为了解决相控阵天线对目标的自跟踪问题,基于数字锁相环路理论,提出了一种相控阵天线数字角跟踪环路设计方案。通过数学建模与仿真验证了方案的正确性,同时表明方案对不同的通道时延具有良好的收敛特性。该方案已成功应用于工程项目。     

基于时间分割技术的相控阵雷达空域监视方法

基于雷达监视空域和相控阵雷达时间分割技术,给出了相控阵雷达空域搜索的基本应用方法和特例,并从法线方向跟踪、不同数据率目标跟踪、多通道跟踪、偏角跟踪等4个方面,提出了空域目标跟踪的应用方法,实验验证表明,这些方法在任务中均得到了较好的应用.     

基于相控阵天线的RFID定位系统的理论分析*

提出了一种基于相控阵天线的AOA 与RSSI 相结合的混合定位方法。针对不同的天线单元数N、天线单元间距d、天线单元相位差琢,定量分析了相控阵天线的辐射特性参数;此外,定量分析了N 对功率和信噪比(SNR)的影响。分析表明当N 为15、d 取0.45λ时,在整个扫描范围内波束宽度小于30°;同时工作距离提高15倍,SNR 提高10log(15) dB。最终实测证明,基于相控阵天线的RFID 定位系统不仅增大了工作范围,也改善了系统抗干扰能力。     

非相似元四倍频程相控阵天线

对数周期天线是一种宽带天线 ,单个天线单元的带宽可以很宽 ,但其宽带特性在组阵时将受到一定的影响 ,在相控阵中更受到扫描角的限制 ,文中采用非相似元的方法有效地解决了四倍频程相控阵天线扫描时宽带和宽角的矛盾 ,扩展了对数周期天线在相控阵中的应用     

测控通信系统中的天线新技术

探讨了测控通信系统中的天线新技术,分析了目前测控天线面临的技术困境和相应的解决办法.详细研究了天线组阵、数字多波束天线以及共形有源相控阵天线的可行性,并对目前的技术趋势作了探讨.最后给出了测控天线发展的新方向和形式,指出在测控通信系统中,测控天线将会向智能蒙皮、大规模集成、超宽带、小型化、低RCS等方向发展;频段将由微波频段向毫米波频段,甚至光波段延伸;新兴天线将会融合多种技术,性能必将进一步提升,更能满足用户需求.     

平面相控阵天线容差分析

分析在单元馈电随机幅相误差，单元了胡机位置误差，单元失效，及由行，列馈造成的行，列相关幅相随机误差综合作用下，椭圆阵列天线的副瓣恶化；     

机载有源相控阵天线阵的可靠性研究

天线的超低副瓣特性是影响机载相控阵雷达下视能力的一个重要指标。在传统的机载相控阵雷达天线的可靠性设计中是采用对n中取k的表决模型,该方法没有考虑失效T／R组件在天线阵列中所处的物理位置对于天线副瓣性能的影响。通过仿真分析,提出了一种计算有源相控阵雷达天线阵可靠性的新模型,该模型统筹考虑了失效组件的物理位置因素的影响并归纳出新的计算公式,并在此基础上举例说明。该可靠性新模型可用来指导机载相控阵天线的可靠性预计、分配和设计。     

基于近场测试的相控阵天线自动化校准 与阵面监测方法

相控阵天线装配好之后,由于各组成部件机械加工误差、装配误差、部件老化更换和环境温度改变等因素,各 单元通道的初始幅相产生差异,因此必须对天线的所有系统进行校准。本文针对小型化相控阵平台,通过硬连接将相控 阵天线的波控系统与测试设备相结合,提出一种简便的自动化近场逐点校准方法。同时,本文还提出一种简单的外监测 方法。当相控阵天线工作期间,可对阵面的幅相分布进行监测。可在相控阵天线工作期间,对近场幅相校准数据进行修 正,达到阵面自身校准的目的。经对一个16阵元的相控阵天线进行实验测量可知,该自动化校准与阵面自身校准方法可 以准确、快捷测试出天线阵面的幅相分布。非常适合一维、二维相控阵天线,尤其是小型化相控阵天线的幅相校准与监 测。