提高相位干涉仪测向精度与改善测角范围的探讨

简单介绍单基线相位干涉仪测向的基本原理，针对其测向范围与测向精度的矛盾，利用多基线相位干涉仪即可解决这一矛盾，既能增大测向范围，又可以达到高的测向精度，关键在于如何解相位模糊问题，文章给出一种解模糊的方法。     

基于多基线干涉仪和多波束比幅联合测向天线系统的设计与实现

从干涉仪测向原理出发,结合干涉仪测向公式进行了测向误差分析。根据测向精度要求,提出了三基线设计及最长基线长度要求;根据最短基线解相位模糊要求,提出了八比幅测向精度要求;设计并实现了一种基于多基线干涉仪和多波束比幅联合测向的天线系统。     

基于时间调制的单通道多基线相位干涉仪测向

基于时间调制理论,提出了一种单通道框架下的多基线相位干涉仪测向方法,其克服了传统相位干涉需要多个射频通道带来的系统复杂度高以及通道幅相不一致性问题.所提方法利用单刀多掷开关周期性接通多基线相位干涉的各天线单元,并从接收信号产生的谐波特征中同时估计多组基线产生的相位差.首先分析传统多基线相位干涉仪测向存在的局限性,然后提出基于时间调制的单通道多基线相位测量方法,最后结合2～8GHz宽带测向需求,设计四基线相位干涉仪并进行仿真.仿真结果显示,在2～8 GHz范围内,测向误差能达到0.1°以内,证明了本文方法的有效性.     

干涉仪测向技术现状与发展研究

基于时间调制理论,提出了一种单通道框架下的多基线相位干涉仪测向方法,其克服了传统相位干涉需要多个射频通道带来的系统复杂度高以及通道幅相不一致性问题. 所提方法利用单刀多掷开关周期性接通多基线相位干涉的各天线单元,并从接收信号产生的谐波特征中同时估计多组基线产生的相位差. 首先分析传统多基线相位干涉仪测向存在的局限性,然后提出基于时间调制的单通道多基线相位测量方法,最后结合2~8 GHz宽带测向需求,设计四基线相位干涉仪并进行仿真. 仿真结果显示,在2~8 GHz范围内,测向误差能达到0.1°以内,证明了本文方法的有效性.     

可变相位中心天线阵校准技术

某类型可变相位中心天线的相位中心随频率和入射方位变化,而且受到天线阵架设环境的影响。因此需要在理想计算相位中心的基础上,在现场发射测试信号来修正各种误差引起的相位中心变化。提出一种现场校准方法,设计了校准天线的架设方法,推导出由测向基线相位差计算天线单元相位中心与阵中心距离的方程。仿真表明,天线单元相位中心经过校准后,空间谱测向算法的空间分辨力有明显提高。     

基于相位干涉仪测向系统的相位误差分析

介绍了单基线相位干涉仪测向的基本原理,分析了相位干涉仪测向系统相位误差产生的原因,从相位干涉仪测向原理出发阐述了方位面基线倾角和俯仰面基线倾角对相位误差的影响,并给出了其与相位误差的对应关系,提出了一种降低相位误差的设想,在实际工程应用上具有一定的指导意义。     

多通道数字式干涉仪测向接收机相位校准系统设计

在多通道数字式干涉仪测向接收机中,相位测量误差是影响测向精度的关键因素。分析了影响数字干涉仪测向接收机相位测量精度的因素,提出了针对数字干涉仪测向接收机多通道相位进行校正的方法,并设计实现了自动相位校准系统,解决了各通道之间相位一致性问题,保证了测向精度。     

高概率宽带相位干涉仪测向解模糊算法

先进作战飞机电子战系统采用宽带相位干涉仪对辐射源进行高精度方位测量。在相位干涉仪测向系统的常规解模糊算法基础之上,提出了一种基于加权投影空间全基线均方差最小的解算方法。理论分析和仿真计算表明,该方法可大幅度提升相位干涉仪测向的解模糊概率,拓宽了机载宽带相位干涉仪的应用条件。     

对数周期偶极子天线全空间可变相位中心

导出了直线阵列在全空间中存在可变相位中心的条件,得出了由非相似单元组成的直线阵列(如对数周期偶极子天线)不存在全空间可变相位中心,但在E面和H面独立存在各自的可变相位中心的结论.证明了对数周期偶极子天线(LPDA)在E面和H面有不同的可变相位中心.采用矩量法(MoM)分析了LPDA的E面和H面可变相位中心,计算结果表明:虽然在LPDA的主波束范围内其相位中心变化很小,可以作为"视在相位中心",但是这种"视在相位中心"仍然在E面和H面是不重合的.此外,"视在相位中心"随着频率沿着集合线移动.     

相位干涉仪对噪声源测向的原理研究

利用相位干涉仪对电磁波辐射源测向是无线电行业进行高精度测向的基本手段,其应用对象限于通信信号和雷达信号。噪声信号和这些信号相比,波形复杂,信号质量差。重点研究相位干涉仪对噪声信号进行测向的可行性,并给出了定量分析结果。     

An improved design method of Rotman lens antennas

A Rotman lens is used to feed a linear array antenna for wideband use. A relationship between design parameters for realizing a Rotman lens has been derived by introducing a new design variable. The design method which minimizes the phase error on the aperture of the linear array antenna has been shown. For large array length, the above phase error due to this method becomes considerably smaller than that due to a conventional method. This improved method makes it possible to design small and low-loss Rotman lens antennas.     

Study of Low Sidelobe Time Modulated Linear Antenna Arrays at Millimeter-Waves

In this paper, the time modulation technique for the design of low sidelobe antenna arrays is extended to millimeter-wave frequency band. Millimeter-wave rectangular waveguide is selected as the element radiators of linear antenna arrays, and the element radiation patterns are taken into account in the analysis and design of low sidelobe time modulated linear arrays. Two types of time modulation, namely, the time modulated variable aperture sizes (VAS) and unidirectional phase center motion (UPCM), are implemented in the design of low sidelobe millimeter waveguide linear arrays. It is observed that both the co-polarized and the cross-polarized components will experience the time modulation effect simultaneously. Many factors that affect the array performance are discussed.     

幅相误差对阵列天线相位中心的影响分析

为精确预测阵列天线相位中心的特性, 研究了阵列口径的幅相误差对阵列天线相位中心的影响.对阵列天线相位中心的求解方法进行了简要论述, 得出了阵列天线相位中心的计算方法; 采用该方法对一个算例阵列进行仿真计算, 分别引入均匀分布和正态分布的幅相误差, 计算得出不同类型幅相误差造成的天线相位中心变化.分析计算结果可以得出, 幅相误差对阵列天线相位中心可造成显著影响, 并且该影响与幅相误差分布类型和误差限有关.该研究结论可用于指导高精度阵列天线的设计.     

天线阵元相位中心的一种测量方法

分析天线阵元相位差与其相位中心的数学关系,建立了阵元相位中心的目标函数模型。基于实际的天线阵列测试系统对对数周期天线阵元相位中心进行测量,并利用最小二乘法求出阵元实际相位中心。分析比较了实测与理论的相位中心差异,结果表明:在大部分工作频率上实测结果与理论计算结果较一致,但在高频实测相位中心比理论相位中心更靠近馈电点;实际测量的相位中心能够有效地表征各阵元间实际相位关系。     

Phase optimization of antenna array gain with constrained amplitude excitation

The formulation of antenna array optimization with variable phase and constant amplitude excitation is presented. The method shown using steepest ascents is general in that a nonlinear performance index expressible as a ratio of Hermitian quadratic forms can be optimized. Directive gain optimization of a linear array of isotropic elements is illustrated and compared with gain optimization using variable excitation. Endfire gain is emphasized and compared to the Hansen-Woodyard condition showing that the Hansen-Woodyard condition is not optimum in the directive gain sense for a discrete endfire array. In addition a0.4lambdaspaced linear array is optimized using phase only for scanning from endfire to broadside.     

测量型阵列天线相位中心标定方法研究

为解决阵列天线相位中心标定的工程实现难题，根据视在相位中心的定义和对阵列天线的工作原理分析，提出了阵列天线相位中心的拟合递归测试方法，并在传统相位中心直接标定法的基础上，提出了单个波束的相位中心比对标定法。实验证明该方法降低了测试成本，提高了工作效率。     

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%。     

Synthesis of linear antenna arrays using Z transforms

It is well known that a linear antenna array with equally spaced elements can be represented by a polynomial whose roots correspond to the nulls of its antenna pattern. Since the linear array has equally spaced elements, its polynomial has only integral powers of the variable, so that the array can be represented by aZtransform. Therefore, the effect of moving roots of the polynomial can be represented as a linear sampled-data system problem, which is solved by using a table ofZtransforms or by discrete numerical convolution. In this paper, the quantitative effects on the array and its antenna pattern caused by moving roots of the polynomial are determined, and these effects are utilized for array synthesis to produce desired antenna patterns. Examples illustrating the use of this new synthesis technique include modification of a uniform array to obtain low sidelobes in the antenna pattern and synthesis of an array to produce nulls in its antenna pattern in the directions of discrete and spatially distributed interference sources.     

一种均匀圆阵的校正方法

幅度增益和相位误差使得高分辨率的参数估计算法的性能下降,特别是相位的误差,将会引起参数估计的偏离.所以对于阵列天线各通道的校正是很有必要的.文中提出了通道的一种校正方案,用于减小各信道的不一致性.方案的基本思想是在圆形阵列的圆心处放置一个辅助天线,辅助天线将接收到的信号再发送到阵列天线各通道,联系辅助天线和各阵列天线的...     

一种赋形阵列天线的优化设计

给出一种S 波段波束赋形阵列天线的优化设计过程,由带状耦合结构的印刷阵子天线并排组成16 元直线阵列。为使天线的辐射波束达到给定方向图的主瓣和副瓣要求,采用联合应用DFP 和BFGS 公式的变度量优化算法,对阵列天线各单元的馈电幅度和相位同时进行优化,并考虑阵列中各单元之间的互耦对阵列的影响,通过全波电磁仿真软件HFSS 进行了验证,所得的方向图与理论计算十分吻合。根据仿真优化的结果,制作了天线阵实物并进行了测试,得到的测试结果与仿真结果一致。