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.     

结构误差对天线阵面电性能的影响

基于场耦合的概念,建立了有源相控阵天线阵面的机电耦合模型。天线阵面的阵元布置为环栅阵,仿真计算了阵面因子方向图和阵面方向图。依据此环栅阵,将结构误差加入机电耦合模型,得到结构变形误差,阵面加工误差,累积安装误差对天线阵面电性能的影响数据。研究分析结构误差对天线增益、栅瓣电平、波束指向和波束宽度等天线阵面电性能指标的影响,可知天线阵面对振动的位移响应对电性能的影响满足系统的指标要求,阵面加工误差和累积安装误差对天线阵面电性能的影响较小。     

一种天线阵面精度补偿优化方法

大型天线阵面在机械载荷和温度载荷的综合作用下产生的变形,可以导致其电性能波动甚至失效;实际应用中,常采用补偿结构修正该变形以保证其性能。文中给出了一种阵面精度补偿方法:阵面工作前利用调整机构使天线阵面产生预变形,从而使天线阵正常工作时变形引起的增益损失最小化。通过建立天线阵机电热耦合有限元模型,构建优化数学模型计算调整机构最优调整量,并使调整量公差最大化,达到了改善天线阵电性能、减轻加工安装难度、降低制造成本的目的。     

型面周期性误差对环形桁架可展开天线 电性能的影响及其消除方法

环形桁架可展开天线的型面由一系列面片拼合而成,其电性能由这些面片的大小和形状决定.本文针对环形可展开天线型面周期性几何逼近误差导致天线远场方向图存在电平较高的栅瓣的问题,提出了通过破坏误差周期性来消除其对电性能影响的方法.首先,分析了型面几何逼近误差的周期性及其对天线电性能的影响;其次,提出两种消除型面几何逼近误差周期性的方法,一是在径向引入破坏因子,二是改变型面环向轮廓形状;最后,建立优化模型,求出同时满足用户电性能和结构要求的网面分环数和破坏因子.数值仿真表明本文提出的型面优化设计方法既能在保证天线增益的条件下消除栅瓣,又不导致天线结构过于复杂.     

空间充气展开天线初步研究

结合3.5 m充气天线地面样机的研制,分析了柔性充气展开天线的结构形式和材料特性,对充气天线结构仿真分析、形面精度测量技术、电性能测试等进行了初步探讨。该地面样机形面均方根误差小于2.5 mm,成功完成了充气展开试验和折叠试验,并具有电性能,为进一步进行空间柔性可展天线研制积累了经验。     

结构变形对测向天线精度的影响

主要研究了结构变形对测向精度的影响。通过测向天线采用五阵元体制算出了间距误差对相位的影响,分析了测向天线的测向算法。通过自重和风负荷的受力计算,给出了天线变形计算。通过计算有间距误差和无误差时的相位,得出了在受力变形时与理论相位差之间的误差。对于天线受力变形所引起的测向误差也给出了结果。为今后对测向天线进行机电综合分析提供了一种方法。     

大型宽带相控阵天线子阵级延时器误差分析及补偿

子阵级使用延时器是改善宽带相控阵天线波束性能常用的技术途径。在对延时器电性能误差特性分析的基础上,提出采用次级子阵延时器联合TR通道移相器和衰减器分级补偿天线系统内部射频链路的时延、幅度和相位误差的方法。通过采用两级子阵延时架构的一维大型天线阵列模型的仿真验证,表明该方法不仅可实现大带宽大扫描角大型相控阵天线的方向图高精度控制,同时降低了大时延量延时器的研制难度。     

某星载SAR天线阵面的游离设计与验证

星载SAR在轨展开后天线阵面平面度影响其电性能,其中,热变形是影响阵面平面度的一个重要因素。基于某卫星大口径、长时间工作、高精度天线系统的结构设计要求,提出了天线阵面的游离设计,运用数值仿真方法分析游离设计安装时热变形对天线阵面平面度的影响,并进一步采用非接触式双相机摄影测量系统开展热变形试验。结果表明,天线阵面热变形仿真与试验数据的一致性较好,采用游离设计可有效降低天线阵面的热变形,满足卫星天线系统的结构设计要求。     

基于机电耦合的有源相控阵天线辐射和散射特性综合优化

针对有源相控阵天线的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)计算复杂、缩减困难,以及RCS与辐射性能难以兼顾问题,基于阵面结构变形与安装引起的辐射单元位置偏移分析,利用辐射单元相位误差,建立了有源相控阵天线阵列散射因子RCS的机电耦合模型.并基于该耦合模型,应用粒子群优化算法,优化阵面所有辐射单元的安装高度,以实现有源相控阵天线辐射性能和散射性能的全优.仿真结果表明,所建立的耦合模型及综合优化方法能够在保证有源相控阵天线辐射性能的条件下,有效缩减其RCS,具有重要的工程应用价值.     

某大型相控阵雷达天线骨架结构设计

近年来国内大型相控阵雷达技术得到长足的发展,天线骨架作为天线单元及大量电子设备的结构载体,对其安装精度、阵面变形、结构强度等技术指标提出高质量要求。本文以某大型相控阵雷达天线骨架结构设计为例,详细阐述了结构设计中的相关思路和方法。根据天线骨架的结构布局方式,对骨架分块、拼装精度、连接强度和阵面精度进行了详细分析,保证天线骨架长途运输、精度指标和结构安全性等要求。最后通过力学仿真、试验测量与理论分析相互验证,证实了天线骨架结构设计的合理性。     

共形天线阵列流形的建模方法

 共形天线阵列流形的数学建模是共形阵列天线信号处理的前提和基础.由于载体曲率和单元方向图指向的差异,在共形天线阵列流形的建模中,我们遇到的突出难题是如何实现单元极化方向图在阵列全局坐标系中的有效建模.首先利用三次欧拉旋转变换构造了任意三维几何载体共形天线全局直角坐标系到单元局部直角坐标系旋转变换的统一框架,并以此为基础,实现了共形天线全局极坐标系到局部极坐标系的空间旋转变换和单元极化方向图的全局旋转变换.最后,通过柱面共形阵列天线固有的遮蔽效应进一步验证了单元方向图旋转变换的正确性.     

Project Array

两年前,JBL首度发表集合了顶级的压缩驱动器、恒指向性技术,具创新意义的新一代高品质扬声器Project Array系列。 Array系列采用缘自JBL运用于全世界电影院以及演唱会等公共场所的专业系统（其中有美国好莱坞的希区柯克剧院、中国剧院、米高梅剧院、联艺剧院、澳大利亚悉尼歌剧院、日本维真影院等）,该扬声器能够兼容超高频比特率的最新的数字源,包括SACD等,确保您将真实的聆听到原声演绎的细微差别。     

相控阵雷达与光控相控阵雷达

对在国际军备竞争中占据了重要地位的雷达作了全面的概述。针对传统机械扫描雷达扫描速度缓慢、精度低、可靠性不高等缺点引出了当今研究热点相控阵雷达，阐述了其工作原理及优缺点，并指出随着现代国际形势的发展传统相控阵雷达所暴露出的无法适应宽带宽需求的缺陷。在此情况下光控相控阵雷达应运而生，描述了光控相控阵雷达中的关键技术-光学真延时技术的原理，归纳了光学真延时技术的各种实现方案，并简述了国际上光控相控阵雷达的发展历程。     

Array technology

A review of advances in devices and components applicable to modern phased arrays is given. Phase shifters as well as solid-state transmit/receive modules are discussed. Approaches to cost reduction using higher levels of integration (different packaging approaches) and new materials are also covered     

曲线阵列

在《电声技术》前几期介绍MeyerSound线阵列理论研究及直线阵列M３D的基础上，继续就线阵列中的曲线阵列进行探讨。水平曲线阵列是由已经沿用了几十年的工业标准的梯形箱体组成，该标准是MeyerSound早在８０年代初开发的MSL－１０扬声器系统始创，它们的特性已被人们广泛熟知。这一古老的线阵列在专业扩声领域中展现出新的应用。在这些应用中，阵列为了适应覆盖的要求，通常是弯曲的（在有些例子中是完全弯曲的）。但弯曲的“线阵列”的特性很复杂，会因频率不同而产生改变，为了正确应用垂直曲线阵列就一定要理解它。当代实用的线阵列…     

基于PARAFAC与阵列旋转的阵列标校方法

该文研究直接序列扩频通信系统天线阵列标校问题。提出了一种基于PARAFAC与阵列旋转的阵列标校方法。该方法利用直接序列扩频通信信号特点以及平行因子的分析方法对阵列通道参数进行估计,并结合天线阵列的旋转技术得到一种阵列有源标校方法。该方法无需知道标校源信号的波达角,就可对阵列进行标校,给实际应用带来方便。仿真结果表明该方法可行、有效。     

阵元排布对线性阵列天线的影响分析

线性阵列作为智能天线的一种阵元排布方式,在第三代移动通信中有着特殊的应用。在相同阵元个数的情况下,采用Matlab软件对均匀线阵、约束最小冗余线阵和最优哥伦布线阵的角度分辨能力和主瓣宽度进行仿真比较。仿真结果表明,最优哥伦布线阵可以获得更佳的角度分辨能力和更窄的主瓣宽度,但是会引起方向图旁瓣电平的升高。     

顺序扫描阵列配置方法研究

对于超宽带稀疏阵列,均匀无冗余阵列具有低栅瓣水平和高方位向分辨率。阵列配置的目的是设计双程阵列,使其单程等效阵列是均匀无冗余的。文中主要配置顺序扫描阵列,证明了若阵元总数大于4,没有均匀无冗余阵列的配置方法。然后给出了一种非均匀阵列配置方法,分析了其方位向分辨率和栅瓣水平。理论与仿真表明,文中提出的方法比与其阵元总数相同的端发多收阵列的栅瓣低。最后,根据所需要的方位向分辨率和栅瓣水平配置了一种实际顺序扫描阵列。     

一种应用于平方公里中频阵的八角环天线阵

结合平方公里中频孔径阵列的应用场景,文中提出了一种基于电阻膜频率选择表面的超宽带八角环天线单元。其通过在八角环天线阵列与接地板之间加载方环形电阻膜频率选择表面,对由金属地板在对应频点因反相叠加而产生的驻波峰值有效抑制,进而拓宽了天线带宽以及降低了天线剖面。仿真结果表明:加载电阻膜频率选择表面后,天线阵元最终在±45°扫描范围内获得了5:1的阻抗匹配带宽,且天线的剖面降低了约27%。此外,在整个工作频带内天线阵元具有稳定的有源方向图、较宽的半功率波瓣宽度以及较好的极化性能。     

基于虚拟阵叠加原理的阵列抗干扰方法研究

提出了一种基于虚拟阵叠加原理的阵列抗干扰方法。将相控阵列分解成一个主阵列和 N 个虚拟阵列,主阵列采用 Taylor 幅度加权实现低旁瓣电平,并通过相位控制使主波束对准来波方向。虚拟阵列也采用 Taylor 加权,并在主阵列旁瓣上产生 N 个零点,实现阵列的旁瓣对消, 虚拟阵的低旁瓣将减少对阵列主波束的影响,虚拟阵加权后与主阵列叠加最终得到整个阵列抗干扰的幅相权值。文中使用该方法对一个 24 元直线阵进行抗 3 个干扰的设计验证,在 3 个干扰方向实现了小于-100dB 的零点,证实了该方法的有效性。