基于遗传算法对二维天线罩瞄准误差的优化

基于物理光学法及表面积分法计算了二维相控阵天线罩的瞄准误差并利用遗传算法对瞄准误差进行优化。首先建立二维相控阵天线一罩系统的数学模型并对瞄准误差进行分析计算,并在此基础上利用遗传算法对天线罩的壁厚分布进行编码以实现对瞄准误差的优化。     

天线罩瞄准误差的建模和补偿方法

研究了天线罩瞄准误差斜率对于雷达型导弹制导系统稳定性和脱靶量的影响,讨论了天线罩瞄准误差斜率的建模,根据已有建模方法的优缺点,提出用数据表格来描述俯仰、偏航平面上的天线罩瞄准误差,在此基础上进行查表法补偿,并通过数学仿真测试了该补偿方法,补偿精度满足要求.     

基于天线-罩体综合设计的反射面赋形设计方法

介质夹层式天线罩在保护内部天线的同时,使得透过罩体后天线口径场的幅度和相位分布发生变化,其中相位分布的变化是引起天线远场方向图畸变的主要因素.文章从天线罩体综合设计的角度出发,提出一种反射面赋形设计方法,通过赋形反射面来改变天线口径场的相位分布,使其与天线罩引起的相位分布的趋势相反,以保证透过天线罩后的口径场仍为同相场.对某地面卫星通信站的9.14m口径天线罩进行了数值实验,结果表明:所提方法可有效改善带罩天线系统的电性能,对于方向图畸变导致的副瓣和零深变化其效果尤为显著.     

一种相位测试用曲口面天线的设计与应用

相位测试技术可满足不同外形天线罩的在线测试需求。通过数值仿真,设计最佳变换曲线完成矩形 传输波导与圆形辐射天线的拟合连接,能够有效降低天线驻波比,实现测试探头的高增益收发,提升测试有效性。 在维持驻波比参数前提下,对天线口面弧线给予二次曲率调整,可以适应不同外形天线罩的测试稳定性要求。根据 仿真结果加工的低驻波比反射相位测试天线,已应用于多个型号天线罩成型中的相位在线测试,提高了监控的有效 性,验证了设计仿真结果的正确性。     

FSS 天线罩的RCS 测量与分析*

FSS在天线RCS减缩方面起了重要作用。针对一种锥形的带通FSS天线罩,设计了RCS测量载体,为了凸显FSS天线罩的透波特性和低于通带处的带外隐身性能,用双面角反射器模拟天线舱内天线系统产生的强散射,对FSS天线罩的传输特性和RCS性能进行了测量。结果表明,FSS天线罩在通带内有较好的透波特性,通带内的频点f0处RCS与测量载体的RCS曲线有相似形状,呈现出介质罩的透波特性。FSS天线罩在低于通带频点f1处透波特性衰减至约-15d B,通过统计鼻锥前向-60°~+60°范围内的RCS均值,FSS天线罩的RCS与载体相比较,RCS减缩均值达到-20d B左右,具有明显的减缩效果。     

天线阵列-天线罩系统的相位不一致性研究

论文基于天线阵列采用长短基线干涉仪方法实现测向的应用背景,研究了天线罩对天线阵列测向性能的影响,进一步完善了天线阵列-天线罩系统电性能测试中的相位不一致性概念,并分析了相位不一致性与测向误差之间的关系.设计了一款满足宽频带透波性能要求的A型夹层结构天线罩,并在微波暗室中进行了实物测试.实测结果表明相位不一致性与由天线罩引起的测向误差之间存在着正相关关系.证明可以运用相位不一致性衡量天线罩对测向结果的影响,进而衡量天线罩设计的优劣,并指导天线罩的设计加工.这一结论可为天线阵列-天线罩系统的设计提供有意义的理论依据.     

基于近场场图的带罩天线近副瓣畸变分析

采用FEKO软件仿真带罩天线远场方向图和近场场图, 采用近场场图分析远场方向图近副瓣畸变的原因.仿真过程中采用等效源技术, 兼顾仿真精度和仿真效率.带罩天线方向图近副瓣畸变主要是由天线罩尖部区造成的, 近场场图表明三种效应导致近副瓣抬升:其一, 电磁波经过天线罩尖部发生明显的衍射, 波阵面分叉; 其二, 金属雨蚀头被激励出表面电流, 进而产生二次辐射; 其三, 部分电磁波能量经反射后透过天线罩尖部区域, 反射-透射电磁波能量叠加在副瓣方向上.针对上述效应, 对天线罩改进设计, 改进后可明显抑制带罩天线近副瓣的抬升.近场场图分析方法揭示了天线罩局部细节和远场方向图之间的联系, 对天线罩电性能优化设计有很好的指导作用.     

一种新颖的星载SAR无线内定标方法研究

内定标利用雷达系统内部设备和定标通路来测量系统各部分幅度和相位在成像过程中的相对变化,是保证雷达图像辐射精度的重要手段。该文针对传统有线内定标方案定标通路未覆盖相控阵天线TR输出端至无源阵面路径、定标网络庞大且自身误差控制难等不足,提出了一种新颖的利用辅助天线的无线内定标方法,给出了定标原理和分析模型,推导了SAR天线TR通道幅相特性和系统传递函数的标定方法,并在典型星载SAR系统参数下对标定误差进行了仿真分析,仿真结果表明,辅助天线支撑杆位置引起的TR通道幅度标定误差在10–3 dB量级,可以忽略;引起相位标定误差与支撑杆位置偏差密切相关,可依据文中给出的仿真曲线得到。支持杆位置引起的系统传递函数幅度标定误差小于0.1 dB;引起的相位标定误差对支撑杆位置偏差不敏感。最后在实际相控阵天线上对无线内定标方法进行了验证,获取了TR通道幅相特性标定的实测结果,表明了该方案的可行性和有效性。      

一维相控阵振幅-相位单脉冲测角特性分析

研究了一维相控阵天线系统幅度加权、和差波束形成机理,分析了和差波束形成器前高频幅相不平衡、和差波束形成器后中频幅相不平衡对振幅-相位和差单脉冲测角特性的影响,给出了数字接收机角误差提取方法。仿真结果表明,高频幅度不平衡使测角灵敏度下降,瞄准轴偏移;高频相位不平衡使瞄准轴有显著偏移;中频幅度不平衡使定向斜率曲线偏离理想斜率; 中频相位不平衡对测量结果影响不大。     

高性能导弹天线罩测试系统

为了满足先进的雷达导弹天线罩电性能测试需要,依据"电子定标"原理,通过重点解决检测函数的选择与实现、天线罩大转角测量和软件研制等关键技术,成功研制了一套高性能导弹天线罩测试系统.该系统具有测试精度高、天线罩扫描角度范围宽、测试曲线重复性好、使用操作快捷方便的优点.本文介绍了该测试系统的组成与工作原理,分析了研制过程中涉及的主要关键技术及其解决措施, 概述了系统达到的主要技术指标和某些突出特点.     

星载DBF Tx射频通道幅相误差校正

为了实现精确的多波束形成,该文提出了一种补偿卫星通信多波束系统发射通道幅相误差的校正方法,该方法在发射通道中同时注入多路正交码变换的校正测试信号,通过接收多路发射机的输出信号和,在基带校正算法单元利用正交码的时间相关性和IDFT并行处理的方法,同时得到多路射频通道的校正因子,并对得到的校正因子进行了归一化处理,消除了对通道中非线性器件的影响.仿真结果表明,该方法可以有效地补偿射频通道间的幅相不一致性,校正后的波束方向图接近理想的波束方向图.     

发射阵列互耦及幅相误差校正

该文研究了基于发射方向图综合的双基地高频地波超视距雷达发射天线阵互耦、幅度及相位误差模型。根据误差模型的特点,提出一种发射天线阵列误差校正的方法。该方法利用收、发天线之间的直达波信号,采用迭代最小二乘法对发射天线阵误差进行估计。仿真结果验证了该方法的有效性。     

自跟踪相控阵接收系统标校方法研究

无人机多目标测控系统可采用相控阵体制实现。对于相控阵系统除了天线之外还包含了信道设备,相控阵系统中各通道的标校对于和、差波束的形成至关重要。通过实例介绍了一种相控阵系统中通道标校方法,该方法借助1台矢量电压表,对各通道从场放入口到和、差信号中频输出口的幅度和相位进行了标校。通过对标校误差对系统和差波束形成的影响分析,给出了工程实现中对通道标校误差的指标分配要求。     

基于垂直分层空时编码的自由空间光通信

垂直分层空时编码(V-BLAST)是一种将空间复用和空间分集相结合的技术,它具有极高的频谱利用效率和传输速率,因此将垂直分层空时编码技术应用于自由空间光通信。在研究了大气信道的特性之后,提出了一种基于垂直分层空时编码的自由空间光通信系统的信道模型。介绍了垂直分层空时编码的编码原理,并分析了该系统的信道容量。利用仿真实验比较了采用垂直分层空时编码前后系统信道容量及误码性能的变化。结果表明,当接收天线数大于或等于发送天线数时,系统的信道容量与发送天线数成正比例增长,误码性能被有效改善。说明该系统具有垂直分层空时编码所提供的信道容量和良好的误码性能,且能有效克服大气湍流所产生的闪烁效应。     

基于防撞雷达的分集相控阵设计方法

常规相控阵雷达通过移相发射空间合成的相参信号形成能量聚集的天线方向图,由于收发天线复用因此所合成的天线孔径要低于收发分置的MIMO雷达。该文首先通过理论推导MIMO雷达在探测性能上和相控阵雷达的一致性及区别,指出MIMO雷达的实质优势在于发射波束的数字赋形。然后设计一种基于防撞雷达的分集相控阵,发射端采用相控体制,接收端采用DBF数字波束形成,通过分析移相器位数对该雷达性能的约束,证明在指定波束指向上该雷达在避免产生正交信号的前提下能达到和MIMO雷达相同的虚拟孔径性能。最后通过计算机仿真,验证该方法的有效性和可行性。采用该雷达体制在保证合成波束宽度的前提下,能有效降低接收通道数,从而有效降低雷达成本并提高通道一致性。     

Application of MIMO technology in wideband millimeter range wireless communications systems

A concept of using MIMO technology in millimeter range wireless communications systems with orthogonal frequency division multiplexing is considered. The concept is based on dividing transmitting and receiving multi-element antenna arrays into separate sub-arrays with analogue radiation pattern shaping and on using two most powerful space sub-channels for information transmission. Sequence and structure of transmitted packets between transceivers are suggested that allow for obtaining information on communications channel based on additional training sequences without feedback channel. Modeling results of communications system’s operation in conditions of multipath frequency-selective fading channel are presented.     

雷达罩瞄准误差测量不确定度评定方法研究

雷达罩电性能测试系统是一种复杂的计量器具,需要对其检测结果的不确定度进行评定,以前在这方面几乎没有开展工作。以雷达罩电子定标法为例,对影响瞄准误差测试结果的主要因素进行了分析,确定了不确定度分量。采用A 类或B 类评定方法,对每个分量的标准不确定度进行了分析计算。研究了不确定度分量之间的相关性,并对合成标准不确定度和扩展不确定度进行了计算。该方法也可用于雷达罩传输效率、方向图畸变和功率反射等电性能参数测量不确定度的评定。     

Deformation of the horizontal radiation pattern of TV transmittingantennas due to a thin dielectric radome

Two methods are presented to study the effect of a thin dielectric radome on the horizontal radiation pattern of TV transmitting antennas. Examples are given for two antenna systems, each consisting of four columns of horizontal dipoles supported by a perfectly conducting carrier post of either circular or square cross section. The radome is a thin circular cylindrical dielectric shell enclosing the antenna system. The problem is modeled by a two-dimensional system and two different surface formulations are used to determine the effect of the radome on the radiation pattern. The procedure developed is general; the post and the radome may be of arbitrary cross sections. The noncircularity of the radiation pattern is computed for transmitting antennas in TV bands IV and V (f=470-790 MHz). It is observed that the presence of a radome does not always imply degradation in the circularity of its pattern; it may even enhance the pattern circularity at some frequencies     

A Virtual Antenna Beamforming (VAB) Approach for Radar Systems by Using Orthogonal Coding Waveforms

An innovative approach is introduced to form virtual transmitting and receiving radar antenna beams simultaneously by transmitting orthogonal coding waveforms from the antenna elements and digitally processing of their echoes at the receiver. Multiple virtual transmitting-receiving beams can be formed simultaneously by employing an equal number of beamforming filters without increasing transmitting power or antenna gain or resolution loss. The virtually formed antenna beams can provide equivalent antenna gains and spatial resolutions as the conventional phased arrays of the same size. Because the actual antenna radiation pattern can be made almost isotropic, the new system has low probability of intercept (LPI) property. With both transmitting and receiving beams virtually implemented through digital filtering, costly radiation phase shift used in phased arrays is not needed for beam scanning in the proposed system.      

Accurate boresight measurements of large antennas and radomes

A laser-mirror system incorporated into an antenna pattern range is capable of aligning the antenna tower to measure the radome boresight error of large antennas to within 0.1 mrad angular accuracy. The simplicity of the alignment system makes it relatively easy to position the antenna, with or without its radome to a preestablished mechanical reference plane. Hence, deflection of the antenna tower system due to different loadings can be determined which otherwise would be undetected with most range facilities.