基于相控阵的全空域多目标测控天线分析

基于抛物面天线的测控系统,已经不能满足全空域内同时多目标测控的需求。针对单站全空域多目标测控中存在的问题,提出了基于球面相控阵的全空域多目标测控天线体制。比较了全空域多目标相控阵测控天线形式,在研究球面相控阵天线原理的基础上,对辐射单元及子阵布局进行了分析与设计,对波束合成后的天线方向图进行了仿真。结果表明:基于球面相控阵的全空域多目标测控天线能够有效解决未来全空域多目标同时测控的需求。     

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。     

全空域球面数字多波束天线波束控制方法研究

为适应全空域导航星座的管理需求,提出了一种全空域球面数字多波束天线系统的方案,在全空域内同时形成多个波束,实现同时多目标测控。针对球面阵列天线波束控制问题,提出了"波束滑动扫描"算法,研究了球面阵波束交叉过渡、功率增强的方法。通过对波束方向图的仿真分析,验证了波束控制方法的可行性和正确性。     

给定方向图的圆形阵列综合方法

本文对基于给定方向图的圆形阵列方向图综合方法进行了系统的分析和研究.以给定方向图与被综合方向图之间的均方距离最小化为优化准则,在无约束、零点约束以及波束扫描约束的情况下,分别给出了相应最优激励向量的求解方法.各种仿真结果表明,这种方法对改善圆形阵列方向图的特性既简洁又有效.     

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。     

旁瓣约束和二阶零点相结合的GPS矩形平面阵列设计

针对GPS面临的功率小、数量众多的隐性干扰和功率大的显性干扰,采用基于旁瓣约束和二阶零点联合约束的方法来进行GPS平面阵列的设计,利用旁瓣约束来消除从旁瓣进入的隐性干扰,采用二阶零点来消除显性干扰.仿真结果表明,该设计能够对从旁瓣进入的功率较小的隐性干扰进行最小为旁瓣约束的抑制;同时,在功率很强的干扰方向产生比零阶零点更深更大范围的零点;基于旁瓣约束和二阶零点的平面阵列很适合作为GPS抗干扰接收机的天线阵列设计方案.     

全空域多面阵天线性能分析与遮挡判决

为适应全空域多目标测控对天线的需求,提出一种基于多面阵拼接的全空域覆盖天线。与球面阵天 线相比,多面阵天线在工程实现和波束控制方面具有明显优势。分析了不同阵面数对天线波束性能的影响。考虑 到实际应用中遮挡效应对天线方向图的影响,介绍了一种有效的遮挡判决算法。该算法首先将处于亮区的阵面投 影到来波投影面中,而后采用线段相交原理确定投影面是否相交,最后根据相交投影面景深大小判断它们的遮挡关 系。理论分析与仿真结果表明,多面阵天线全空域增益相对稳定,遮挡判决算法可行有效。     

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。     

基于空时滤波的多通道SAR抗欺骗干扰算法

干扰机通过“截获-调制-转发”的方式对雷达实施欺骗干扰,导致成像图中形成难以分辨的假目标,严重影响目标识别。针对直达波欺骗干扰难分辨和去除的问题,本文基于多通道合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）信号与干扰模型,提出了一种SAR欺骗干扰的检测与抑制方法。首先通过分置相位中心天线（Displaced Phase Center Antenna,DPCA）方法对消静止场景目标,分离出干扰信号;然后采用沿航迹干涉（AlongTrack Interferometry, ATI）方法估计出干扰信号的空间位置;利用获取的干扰信号先验信息,基于干扰信号与目标信号在空时二维分布差异,采用基于零点约束的最小二乘误差方向图合成的空域滤波方法联合多普勒滤波抑制干扰。仿真实验表明,本文方法能有效检测和抑制欺骗干扰,同时不损失真实场景信息。     

用遗传算法综合波束赋形基站天线

本文利用遗传算法对不等间距阵列天线进行优化,实现了一种赋形波束基站天线。天线模型用矩量法分析,并采用遗传算法综合天线方向图.在优化过程中通过合适的目标函数,保证了天线较好的频段特性,并压制干扰区副瓣、填充服务区零值、控制后瓣。优化后天线在整个工作频段上实际性能为:上副瓣小于－18.32dB,填充零点大于－14.71dB,前后比小于－26dB.与以前的方法相比,本文的结果更接近实际情况,并且该方法可应用于较复杂的天线.本文中的结果对工程和理论研究都有重要意义.     

在轨航天器多目标测控现状与发展趋势

随着在轨航天器数量增加,多目标同时测控成为天/地基航天测控网建设发展的重要方面.对各类多目标测控方法进行了总结,认为多波束天线技术是实现多目标测控的主流方向.分别从天基、地基两个方面综述了现行基于多波束的多目标测控方法及其未来研究方向,分析了国外巨型星座基于馈电链路的多目标测控管理方式,讨论了随遇接入测控模式的概念及发展情况.在对天地一体化信息网络发展现状概述的基础上,分析了天地一体化信息网络中多目标测控管理特征.     

一种计算赋形天线增益下降的简单方法

基站天线常采用赋形技术,以提高通信质量和减小对邻区的干扰,但采用赋形技术会导致天线的增益下降,通过方向图积分方法来计算和评估赋形天线的增益下降,计算过程复杂。介绍了一种通过分析基站天线接收信号过程中馈电网络功率合成的方法,只需几步简单的运算即可得出赋形基站天线的增益下降情况。     

一种同波束多目标测轨的角度修正方法

为解决船载测控设备对同波束内的非主跟踪扩频目标测轨时测角数据偏差大的问题,剖析了现有设备同波束多目标测轨方法的缺陷,提出了一种基于多目标角误差电压的角度修正方法,根据此方法分析了测控过程中获取的外测数据,对实测角度数据进行了修正和定轨反演验证,通过多目标测角信息传输方式的改进实现测角数据的实时修正,有效提高了同波束多目标飞行轨迹测量精度。     

弹载智能天线系统识别干扰源算法研究

基于弹载智能天线系统对阵列接收信号的分析处理,运用空间谱估计理论,首先估计出信号源数与信号源角度信息。同时与载机加载目标信号源信息进行对比,分离出干扰源。最后将上述估计信息应用于波束控制理论中,实现天线阵列的主波束控制和方向图零点控制,使天线阵列真正实现智能接收的能力。     

A Novel Wideband Subarray Technique for Shaped Pattern Generation and Adaptively Interference Rejection

In this article, a simple and efficient technique for the wideband shaped beam and sector beam pattern generation with their adaptive interference rejection is proposed. A microcontroller controlled and time delay based beam forming network for simultaneously generating multiple beams, shaped beam and sector beam is conceptualized. The antenna patterns considered here is formed by linear array of isotropic elements grouped as subarray. The shaped and sector beam synthesis procedure is practically simplified by simultaneous adding the constituents beams from the subarrays, was theoretically established by Woodward and Lawson (Proc. IEE. 95(1):362–370, 1948). Apart from the shaped beam generation a technique for adaptive interference rejection in shaped patterns using combination of time delay and phase shifter is discussed. This topic promises good prospect for wideband pattern generation and interference rejection.     

数字阵雷达天线波瓣图测试方法与试验验证

针对固定式相控阵雷达在中场法或远场法中不能实时得到天线波瓣图的问题,提出了采用扫描波瓣图替代天线波瓣图进行天线测试的方法。从理论上分别推导了和波束与差波束扫描波瓣图和天线波瓣图的解析式,研究了单元波瓣图对扫描波瓣图和天线波瓣图的影响,指出了在单元波瓣主瓣范围内扫描波瓣图和天线波瓣图近似等价。仿真和试验结果 均表明:扫描波瓣图和天线波瓣图在各项性能指标上都是等价的,可用于指导雷达总体依据扫描波瓣图对天线进行验收。     

S/X/Ka三频段天线电轴不一致性对天线性能的影响

为满足测量船未来深空探测测控任务的需求,设计了三频段合用的波束波导天线。通过计算各频段在4种情况下的波束不一致及增益损失,分析了多频同时工作时电轴不一致对天线性能的影响,提出了天线尽量跟踪在高频段的使用建议,对实际应用具有极大意义。     

用于机载SAR的距离向波束赋形微带天线阵的研究

通过对宽测绘带的机载合成孔径雷达距离向回波特性的分析,推导出了天线距离向辐射赋形方向图表达式。利用Schelkunoff单位圆结合零限填充对天线阵进行综合,得到了天线各单元激励幅度和相位,并利用微带贴片天线阵列实现赋形波束方向图。该文用两种介质配置分别加工了实验样阵列,实验结果、仿真结果与理论综合结果三者吻合较好,从而证明了赋形方法正确,技术路线可行。