基于DSP技术的相控阵天线波束控制器设计

相控阵天线是近年来雷达研究的热门课题.相控阵天线的具有波束指向、波束形状快速变化、易于形成多个波束以及可在空间实现信号功率合成的众多优点使其应用范围越来越广泛,比如通信和电子对抗.主要讨论在相控阵天线的通信应用中如何利用DSP技术实现相控阵天线波束的快速扫描.     

钢包耳轴根部焊缝的相控阵超声检测与信号处理

采用匹配追踪算法和小波变换对低信噪比(2dB和-5dB)钢包耳轴根部焊缝缺陷检测信号进行预处理对比分析,在定制试块上采用64阵元超声相控阵探头对深度为230mm的耳轴根部焊缝进行检测,并且结合基于Gabor原子库的匹配追踪算法对回波信号进行消噪后成像.结果表明,在低信噪比(-5dB)条件下,匹配追踪算法较小波变换有更好的预处理效果;对深度位于220mm和230mm处的钢包耳轴焊缝缺陷的实际检测信号进行去噪处理时,匹配追踪算法能够准确定位缺陷位置并显著提高缺陷处信噪比.     

相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响

为了研究相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响,首先对通道误差进行了建模,并推导得出通道间幅度误差对波束指向的影响不大,但会使波束方向图的主瓣增益降低,旁瓣电平升高;相位误差不仅会使波束主瓣增益降低,旁瓣电平抬高,还会引起波束指向偏差,最后用Matlab对此结论进行了仿真验证。     

一种基于0.18 μm SiGe BiCMOS工艺的X/Ku波段数字有源移相器

提出了一种用于X/Ku波段相控阵天线系统、带数字控制电路的4位有源移相器。该移相器采用两个相位正交的输入信号的相位内插技术来合成所需要的相位。基于JAZZ 0.18 μm SiGe BiCMOS工艺技术,采用Cadence Spectre RF,对电路系统进行仿真分析。仿真结果为:S₁₁小于-10 dB,S₂₂小于-11 dB,S₁₂小于-90 dB,在12 GHz处,所有4位相位状态的电压增益范围都是20.80～23.57 dB,在整个频段内,电压增益误差的RMS小于1.1 dB,噪声系数为2.82～4.45 dB。在7～18 GHz内,相位误差的RMS小于4°。     

二维稀疏相控阵声场优化及阵元故障影响分析

针对二维稀疏超声相控阵声场分布中的栅瓣和旁瓣问题,推导了二维稀疏超声相控阵的指向性公式,并利用发射阵列和接收阵列交错分布的方式消除栅瓣及抑制旁瓣,从而优化声场特性,优化后横向和侧向扫描范围由30°扩大到60°。建立了优化后阵列声场指向性与损坏阵元位置的函数关系式。声场指向性仿真结果表明,距阵列中心越近的阵元损坏时旁瓣升高越多,单个阵元损坏导致一级旁瓣最多升高20dB,主瓣下降约6dB,且与损坏阵元位置无关;相同位置的发射阵列和接收阵列阵元同时损坏时,对声场特性影响达到最大。     

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.     

数字相控阵雷达发射多波束特性研究

开展了数字相控阵雷达天线发射多波束的基础研究工作：首先阐述了发射多波束的基本工作原理,研制开发了数字相控阵雷达发射同频多波束的测试系统,并对发射多波束工作状态下天线的基本特性（如驻波特性和波瓣特性等）进行了研究和测试,通过实测数据与仿真结果的对比,验证了发射多波束的正确性和可行性,为数字阵列相控阵雷达未来的发展,实现雷达/电子干扰/通讯等同时多功能、共口径提供了技术支持。     

相控阵技术在机载火控雷达中的应用

在现代战争中,先进的战斗机对掌握制空权起非常重要的作用。近些年来,随着对战斗机远程打击能力的要求不断提高,机载火控雷达作为战斗机的"千里眼",其性能也越来越受到重视。为了适应这种需求,人们将相控阵技术与机载火控雷达相结合,实现了战斗机探测距离的巨大飞跃。本文在简要介绍相控阵技术的基础上,主要对其在机载火控雷达中的应用进行了分析。     

基于压电超声相控阵方法的结构多损伤监测

基于超声相控阵的主动结构健康监测是飞行器结构健康监测领域一个新的发展方向,也是当前研究的难点之一,超声相控阵结构健康监测在国内还处于起步阶段。在已有应用超声相控阵技术对单损伤定位的基础上,进一步研究飞行器结构中多损伤的监测。通过控制信号的延时,进而控制波束指向,实现对结构的多方位、多损伤扫描。在铝板上进行了实验研究,通过对比不同角度延时前后的损伤散射信号及其合成信号,验证了超声相控阵对多损伤信号的延时叠加能够有效地提高多损伤信号的能量,同时减少非损伤处的能量,从而增强了信号的信噪比,并且对多损伤识别具有较高精度     

热电阻插入式平板角焊缝的全聚焦相控阵检测技术研究

利用全聚焦相控阵成像技术对热电阻产品中的插入式平板角焊缝进行了研究。利用CIVA软件进行典型缺陷的缺陷响应分析,制定了无损检测方法。经插入式平板角焊缝的相控阵超声检测试验,成功检测出焊缝内部的一处未熔合缺陷,并精确测得缺陷的尺寸。最后,总结了插入式平板角焊缝的全聚焦相控阵检测方法。