星载数字波束形成系统中阵元位置误差的分析

阵列天线的阵元位置误差能够造成数字波束形成系统性能的严重恶化。引起阵列天线导引矩阵失配的原因很多,阵元位置误差是最重要的因素之一。首先从物理的角度对阵元位置误差进行了理论建模,提出了阵元位置误差的圆柱形不确定度模型。作为整个天线系统误差构成的重要一环,对阵元位置误差造成的接收信号相位误差进行了量化分析,给出了相互关系。最后就如何消除阵元位置误差的影响进行了讨论。     

相控阵雷达系统建模中的天线仿真技术

在对相控阵雷达系统建模仿真工作中,相控阵天线建模仿真是其中的关键所在。首先研究和探讨了平面相控阵天线仿真数学模型,给出了方向图数学函数。接着介绍了相控阵雷达系统建模中天线建模仿真的两种主要方法,多通道阵元级合成方法和方向图数据载入法。阵元合成法基于方向图数学函数给出了常规和差多通道的仿真算法,方向图载入法研究了如何对数据文件进行双线性插值来计算任意角度的增益。最后利用多通道阵元级合成方法进行了天线方向图建模仿真,通过仿真结果表明该算法的正确性,并说明两者仿真方法的适用条件。     

基于框架理论的最小阵元数稀疏阵综合算法研究

随着越来越高的角度分辨率要求与进一步降低的天线成本,大规模阵列越来越普及。在重量、体积和成本有限时,要获得大孔径天线得到较高的角度分辨率,且尽量减少天线阵元数目,可采用最小阵元稀疏阵设计方法。本文基于框架理论,提出了一种新的最小阵元数的稀疏阵综合方法。该方法将稀疏阵设计问题转化为压缩感知问题模型,然后利用次优反馈的零空间追踪硬阈值算法求解。该方法可同时综合阵元位置与阵元权重来匹配给定的阵列方向图,并可有效降低阵元数。仿真实验证明了算法的正确性和有效性     

天线阵元通道失配校正的FPGA实现

基于FPGA的阵元通道校正是自适应天线技术用于实践的重要基础。给出了一种天线阵元通道失配校正方法的FPGA实现方案。仿真结果表明,该实现方案能够有效校正阵元通道失配,现已成功应用于实际的自适应阵系统。     

卫星导航接收机的抗干扰天线设计

将多个单元天线进行合理的布局,组成天线阵列,加上合理的信号处理算法处理,能够有效地提高通信系统的抗干扰性能。分别介绍了阵列的总体设计,对阵列性能相关的阵元选择以及阵元相对位置详细讨论,并推导出4元天线阵的阵元间距和阵元间夹角的具体数值。分析了阵列的性能,尤其是阵元间的互耦影响,并给出了降低互耦的方法,通过测试验证了天线阵列的性能。     

TD-SCDMA智能天线解决方案的测试与分析

智能天线是TD-SCDMA系统中一项关键技术,目前主要有6阵元天线与8阵元天线两种.本文从天线的各项性能指标包括覆盖、容量、赋形增益等方面对两者进行了测试对比,同时结合工程建设的成本对两者作了比较,最后得出一种大规模网络建设最优的部署方案.     

基于改进麻雀搜索算法的稀布线阵综合方法

针对阵列天线中阵列孔径、阵元数目、阵元间距等多约束的稀布线阵综合问题,文中提出了一种基于改 进麻雀搜索算法的稀布阵列综合优化方法。给出了改进麻雀搜索算法的流程,并在确定阵列孔径、阵元数目和最小阵 元间距的约束条件下,采用Tent 混沌映射进行天线阵元位置的初始化,提高算法的搜索性和收敛性,实现了抑制天线 峰值旁瓣电平(PSLL)的稀布线阵综合仿真。仿真结果表明,所提出的方法相比于其它文献中的优化方法,能够得到更 低的峰值旁瓣电平,稳健性好,效率高。在仿真结果的基础上,引入实际天线进行组阵分析,验证了该方法的可行性。     

分布式MIMO数字阵列雷达阵元优化配置

为了合理分配相参增益和空间分集增益在分布式多输入多输出(MIMO)数字阵列雷达系统中的比重,研究了其阵元的优化配置问题。首先,根据MIMO雷达信号模型将阵元配置问题转化为目标散射系数矩阵的分块划分问题;然后,依据子块内信号相参处理,子块间信号非相参处理的方式推导了似然比检测器;最后,分别从检测概率最大、探测距离最远和总的阵元数最少三个方面给出了阵元优化配置的表达式并进行了仿真分析。研究结果表明:应首先利用相参增益将回波信噪比提高到一定值后才能利用空间分集增益;分置接收天线比分置发射天线牺牲的相参增益少;当检测概率大于0.8时,分置两个收发共用的相控阵天线可使系统阵元总数最少,否则无需天线分置。     

天线线阵自动测试系统工程设计

相控阵天线的蓬勃发展,对天线线阵测试效率提出了迫切需求。文中提出了一种相控阵天线线阵自动测试系统的工程设计方法,该方法通过增加对天线线阵、微波矩阵开关以及测试仪表的控制,实现传统天线线阵手动测试系统的升级,使其具备对相控阵雷达天线线阵自动测试和故障隔离的功能。该测试系统用于多型线阵的测试,大幅提高了测试的效率,完善了雷达线阵的测试技术。     

大垂直口径天线俯仰波束赋形设计

给出了一种大垂直口径天线俯仰波束的优化设计过程。大垂直口径天线由10个辐射阵元构成,可以看成为一个阵列。为使天线的辐射波束达到给定的波束要求,提出了一种改进的遗传算法及其目标函数模型,对各辐射阵元的馈电幅度和相位同时进行优化。计算结果显示,天线能够产生满足设计要求的俯仰波束。通过全波电磁仿真软件HFSS进行了验证,仿真结果与计算结果吻合,证明了所提方法的有效性和实用性。     

基于结构误差的六边形相控阵天线电性能分析

相控阵天线(Phased Array Antenna,PAA)阵面加工、安装中产生的随机误差导致天线电性能的下降,严重制约高性能PAA的发展.通过考虑互耦参数,且将阵面存在的结构误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面六边形PAA阵面结构误差与天线电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了考虑互耦时结构误差与天线电性能的定量关系,以及天线阵元个数变化时,阵元安装精度和阵面平面度对天线电性能的影响规律,为工程设计人员帝定天线结构方案与制造公差提供了重要参考.     

紧凑型TD-SCDMA智能天线系统仿真性能分析

目前中国移动TD-SCDMA应用实验网中智能天线主要采用常规8阵元和6阵元智能天线,但这两种智能天线体积较大、重量重,给工程施工带来了很多困难,因此,智能天线小型化成为目前研究的一个热点。本文通过系统仿真对一种小型化的紧凑型智能天线的性能进行了仿真分析,并与常规智能天线系统性能进行比较分析,来验证此天线可作为一种TD—SCDMA小型化智能天线的解决方案。     

一种旋转圆极化阵元产生OAM波束的圆形阵设计方法北大核心CSCD

根据电磁理论推导提出了一种依次旋转天线阵中的圆极化阵元产生OAM波束的方法。然后,给出了一个八单元宽频带圆极化圆形阵的设计实例。在设计实例中,通过对所有阵元沿顺时针(或逆时针方向)依次旋转一定角度,可以生成模式数l=0,±1,±2,±3的OAM波束。与现有文献采用的控制阵元间馈电相位差来产生OAM波束的方法不同,本方法中所有阵元馈电相位相同,这不仅有利于OAM天线系统简化馈电网络设计,而且避免了由阵元间相移器引入的相位误差。     

考虑互耦影响的阵列综合

阵列天线综合一般是基于理想的单元天线方向图，而不考虑阵元间的互耦。本文提出了一种考虑互耦的基于遗传算法的阵列天线综合方法。该方法首先利用商用仿真软件分别计算阵列中各个阵元在阵列中的方向图，再通过遗传算法优化出目标方向图。通过实例比较可以看出，这种方法能够比较精确的仿真计算阵列的方向图，易于在工程上实现高性能的天线阵列系统。     

一种改进的自适应数字波束形成技术

智能天线技术是移动通信中的关键技术之一。在智能天线中需要确定估计阵元之间的组合权值以尽可能地抑制干扰,增大输出信号的信干噪比,提高系统的性能。本文充分利用DS-CDMA系统中信号波形的统计特性,给出一种新的估计算法,提高组合权值的求解精度,仿真结果证明了方法的有效性。     

基于分区迭代傅里叶算法的稀疏阵列天线设计优化

针对迭代傅里叶算法（IFT）在对稀疏阵列天线优化时,阵元不分区域地大规模截断带来的不利影响,介绍了一种分区IFT算法。根据满阵幅度锥削分布计算每个分区域需要的激励阵元数,在算法的截断过程中,对每个分区中按照所需的阵元数对激励幅度较大的阵元进行截断,从而使阵元的密度分布更加接近于满阵的幅度分布,更容易获得相对较低的副瓣电平。将其应用于圆形孔径平面稀疏阵列天线的优化布阵,以抑制阵列天线的峰值副瓣电平为目的,仿真试验表明分区IFT算法可以得到比标准IFT算法更优的结果。     

基于微环延时的宽带相控阵天线系统

微环作为一种典型的平面光波导回路,具有结构紧凑、性能可靠等特点,而用其制成的波导延时芯片集成度高、体积小,与其他光延时器件相比,更适合于贴近阵面安装。因此提出了一种基于阵元级微环延时、子阵级光纤延时的宽带相控阵天线系统,并在均匀线阵的情况下,对所提天线系统进行了数学建模和性能仿真。由仿真结果可知,与一般的阵元级移相、子阵级光纤延时的相控阵系统相比,所提系统能够更有效地满足电子对抗宽带宽角扫描的需求。     

一种前视阵列SAR系统的天线设计和分析方法

阵元数太多导致前视阵列SAR系统天线成本高和设计复杂,如何以较少的阵元数获取较高的成像质量是前视阵列SAR系统面临的重难点问题.根据系统成像质量要求,结合波束扫描、栅瓣抑制等技术,本文提出一种稀疏收发天线阵的设计方法.理论分析和仿真实验结果表明,该方法在保证一定成像质量的前提下,有效降低了阵元数量,提高了系统信噪比,具有一定的应用价值.     

平坦衰落环境中多输入多输出系统衰落相关与信道容量研究

为分析模型物理参数和天线排列方式对多输入多输出系统信道容量的影响,提出了一种平坦衰落环境中信道容量的研究方法。该方法基于接收均匀圆阵和均匀线阵分别构建了蕴含模型物理参数的相关矩阵,并利用Wishart分布的性质推导了信道容量上下限。该方法回避了求取衰落相关矩阵特征值的概率密度函数,降低了运算量;可被推广到多天线-频分复用系统。仿真结果表明,天线间距较小时,采用均匀圆阵比均匀线阵的系统信道容量要高;天线间距增大到一定程度后,系统信道容量达到饱和。散射角越大,信道容量的增长速率越快且采用均匀线阵比均匀圆阵系统的信道容量高。接收信噪比较大时,平均信道容量上下限基本接近其实际值。     

大规模3D MIMO半波天线阵列小型化研究

大规模3D MIMO半波天线的小型化研究一直是一个热门课题，尤其在5G时代。通过天线基础理论和FDTD仿真，证明在阵列阵元间填充介质和缩小阵元间距后，同样可以获得理想的波束赋形效果。同时还研究了阵元间距与填充介质参数的关系，提出了2种在阵元间填充介质的方式方法，证明了大规模3D MIMO半波天线小型化的可行性和实用性，具有一定的研发和推广价值。