通道幅相误差对数字阵列天线性能影响及校准

为实现低副瓣数字阵列天线性能,需要对阵面通道幅相误差进行校准。针对此问题,定性分析了通道幅相误差、阵面通道数与数字阵列天线主要性能(副瓣电平、波束指向、增益)的相对关系,分析结果表明:通道间幅相误差越大,副瓣电平、波束指向、增益越差;通道数越多,副瓣电平、波束指向受通道误差影响越小,而增益受通道幅相误差的影响与阵面通道数无关。结合数字阵雷达实际使用中阵面通道幅相误差修调问题,重点研究了通道误差测量方法。给出了利用内监测法和中场测量法进行通道误差测量的原理、实现方法及适用条件,该2种通道误差测量方法可以作为互补手段使用。最后,给出了一种基于多次测量取平均值的数字阵列幅相误差校准方法,仿真结果表明:校准前后,通道幅相误差分别由2 d B和20°变为0.4 d B和2°,满足指标要求。     

手动VSAT站天线接收增益的诊断测量

阐述了利用卫星信标和高增益标准喇叭天线,测量手动VSAT站天线接收增益的方法。由测量的天线接收增益计算天线接收效率,从而实现对天线发射增益进行估算。最后,给出了工程测量实例,证明了该方法的可行性,并对增益测量误差进行了分析,其均方根误差±0.28dB。     

数字阵列天线接收波束形成方法及实验研究

针对数字阵列天线的发展需求,介绍了用快速傅里叶变换法、数字混频低通滤波法、多相滤波正交下变频法等3种数字接收机通道内信号的幅度、相位计算方法,给出了数字阵天线接收通道的内校准法和外校准法,以及校准后的天线方向图计算公式,并用实验结果检验了上述方法的有效性。     

阵列天线抑制欺骗式导航干扰信号方法研究

针对欺骗式干扰影响飞行器卫星导航信号后引起的定位测姿错误问题,提出了一种适用于飞行器导航的基于阵列天线的欺骗式干扰检测和消除方法.使用接收阵列天线的载波相位双差测量值作为干扰检测依据,通过载波相位单差测量方程求出干扰信号的方向矢量,给出了提高干扰方向测量精度的方法,并使用其正交向量在干扰方向形成零陷,同时通过调整波束指向,在待测信号方向形成阵列增益,以达到抗干扰和增强导航信号的目的.使用这种方法可以对导航信号中的欺骗式干扰信号进行有效的识别和消除,适用于复杂环境下的飞行器导航.     

周期结构对小型天线阵宽角扫描性能的影响

利用周期结构来改善原阵列天线的辐射特性,新设计的高阻抗周期结构提高了天线阵波束扫描到较宽角度时天线的增益.该周期结构使得天线单元前向辐射有所增强,特别是在阵中情况下单元方向图比没有周期结构时的单元方向图宽很多,因此,在波束扫描到较大的角度时阵列天线的增益下降较少,如在波束扫描到士60°时天线阵列的增益比无周期结构阵列的增益高至少4 dB,新设计的周期结构保证了扫描波束在扫描到较宽角度时天线阵列具有较高的增益.     

超宽带平面渐变开槽印刷天线阵的实验研究

采用共面波导到槽线的超宽带馈电结构,研制出用于接收阵列的超宽带渐变开槽印刷天线.在外场用示波器测量H面的时域方向图,结果表明:该阵列天线适合于用作实际的超宽带雷达接收天线阵.     

量化相移对阵列天线的分析

研究了数字移相器提供的量化相移对正六边形相控阵天线扫描方向图的影响。使用一定精度移相器可降低馈源阵列的量化误差,而天线的方向图和增益只有微小的变化。分别选择2位、4位和6位移相器,比较采用连续相移和不同精度的量化相移时,天线辐射方向图的变化。通过对比分析可选择合适的数字移相器。     

阵列天线相位中心的测量方法研究

提出了一种测量阵列天线相位中心的方法。首先,根据阵列天线的基本原理,推导出了阵列天线相位方向图与相位中心偏移量的关系式;再结合相位中心的定义和实际测量的步骤,运用最小二乘法及其矩阵解形式计算出了相位中心的精确值;最后对提出的测量方法进行了模拟实验验证。实验证明,该测量方法可以精确地计算出相位中心的位置,并发现计算结果与测量时的读数精度有很大关系。当读数精度达到百分位时,校准误差仅为0.168%。     

导航卫星阵列天线的快速现场系统校准算法

阵列天线接收处理全球卫星导航信号时,由于天线和射频前端的非理想性,会在不同方向卫星信号中引入不同的载波相位偏差,从而破坏卫星导航接收机距离观测量准确性。针对此问题,提出了一种易实现的卫星导航阵列天线的快速现场系统校准算法。校准过程分为通道校准和天线校准：通过开机和周期进行的通道校准实现阵列天线接收射频前端的通道响应测量;通过与接收处理不同卫星基带数据的数字接收机配合,实现阵列天线的现场阵列流形矢量校准。仿真验证了所提校准算法的正确性和有效性。     

五波束抛物环面天线

本文首先给出了抛物环面天线的辐射场公式,然后利用给出的公式设计和研制出一个90角域的五波束抛物环面天线,并示出了该天线五个波束的测试方向图和中心波束的计算方向图,计算值和测量值吻合很好。最后,还介绍了中心波束和边缘波束的增益测量值。     

A method of accurate determination of azimuthal distribution of received RF power

In this paper, we introduce a method for the determination of directional distribution of received RF power, with angular resolution independent of receiving antenna radiation pattern. The proposed method is based on a series of measurements taken while rotating, at fixed predefined steps, a usual directional antenna of known radiation pattern on the azimuthal plain. It is proved that the resolution accuracy of the measurement method depends only on the angular step of the antenna rotation and it is independent of the antenna beamwidth. As a result of this feature, the proposed method allows the determination of the RF power angular distribution with fine resolution using a directional antenna of much wider beamwidth for the measurements. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

矢量网络分析仪的时域功能在天线测量中的应用

介绍了利用矢量网络分析仪的时域功能测量天线系统驻波系数、增益和方向图的方法.这种方法通过确定各反射点的位置和反射大小,以及在天线增益和方向图的测量中去掉周围环境的反射影响,使测量的结果更精确.     

基于双基线比相测角的收发阵列天线设计

根据双基线比相测角的原理,规划出一条短基线与一条较长基线,经过仿真优化确定出三个接收天线之间的间距,最终设计出一款应用于24 GHz汽车防撞雷达且结构较为紧凑的一发三收的微带阵列天线。采用该收发天线进行测角,既可保证最大无模糊测角的范围,也可提高测角的精度。通过采用基于道尔夫-切比雪夫算法加权的串并联混合馈电网络,使该收发天线实现了高增益、低副瓣的特性。最终,对该一发三收天线进行了实物加工。根据实测结果可知:在中心频率24. 125 GHz处,该10×4 元发射天线与10×2 元接收天线的增益分别为23. 1 dB与19. 3 dB,方位面副瓣电平均小于-20 dB,并且方位面3 dB波束宽度均为8. 4°,满足设计需求。     

天线基本概念和原理实验教学设计与实现

针对教学中学生在理解天线基本概念和原理方面的困难,本文设计并实现了天线电参数测量实验。实验系统以矢量网络分析仪为基础,在微波暗室中搭建,具备天线方向图、增益和电压驻波比等参数测量功能。本文给出了系统配置和实验流程,并就如何基于天线测量系统开展相关教学工作进行了讨论。实践表明,实验教学是提高天线理论教学效果的有效手段。     

超宽带阵列天线的接收波束形成研究

针对超宽带接收波束形成问题,提出了一种基于延迟线(tapped delay line)网络结构阵列信号处理方法,应用这种方法修正各路信号,最后对齐信号合成输出。详细分析了基于延迟线的数字波束形成原理,研究了该方法对空间信号的接收性能,并通过仿真验证了这种方法的可行性。分析了阵列天线参数的选取及方向图出现栅瓣的情况。这种方法处理阵列信号简单实用,易于工程实现。     

移动通信中的天线标准及测试

文章简单介绍了移动通信系统中天线的标准和测试方法,测试项目包括天线方向图,天线增益,驻波比等指标,并对天线方向图进行了详细的说明.     

K 波段喇叭天线增益的预测及外推法实测验证

为了研究采用基于远场Friss公式建立起来的传统三天线法测量天线的增益时所引起的误差、有限测量距离误差修正值的误差情况,以及我国常用来验证测量结果时所采用的解析式的误差,该文针对K波段的标准增益喇叭天线的增益,分别采用三种解析式(Jull公式、Schelkunoff公式以及Rao公式)和两种数值计算方法(矩量法-MoM和时域有限积分法-FITD)来进行计算,并提供了外推法(又称为广义三天线法)实测结果来做比较分析。为了说明外推法法测量结果的准确性(U=0.04dB,k=2),在附录中简介了外推法的测量原理。分析结果表明,对于K波段喇叭天线而言,在用于验证传统三天线法的测量结果的准确性时,由解析式计算的天线增益"理论值"需要慎重;而采用全波分析方法并考虑了喇叭壁厚影响的计算结果则比较准确。     

有源相控阵天线发射方向图测试简易方法

有源相控阵天线需要对接收和发射两种状态的天线方向图进行测试。现有天线测试远场只能进行接收态的方向图测试,介绍了在远场进行发射态方向图测试的一种简易方法。利用远场的测试转台和发射喇叭,使用频谱分析仪接收有源相控阵天线发射的数据,编制测试软件采集处理数据,即能实现有源相控阵天线发射方向图的测试。该测试方法简单易行。     

一种波束切换机载测控天线的设计方法

机载测控天线采用定向波束切换天线,不仅可以提高天线的增益,而且可以提高系统的抗干扰能力。采用全向天线单元组阵、通过简易波束控制实现的波束切换天线,具有电气性能好、控制方法简单和可实现性好等特点。介绍了7单元圆形阵列结构波束切换天线的工作原理以及采用简易相位控制实现波束切换的方法,并给出了天线的实测结果,验证了设计方法的正确性。