GEO轨道兆瓦级空间太阳能电站接收整流技术研究

依据中国空间太阳能电站建设中远期规划和技术发展水平，预估兆瓦级电站发射天线口径为200 m左右，并根据收发天线口径尺寸的约束关系以与接收天线口径相关的波束收集效率和构建成本之间的矛盾为问题导向，通过研究不同口径的接收天线口面上功率密度分布，分析与之匹配的后端整流电路需求，给出了接收天线口径的优选过程。研究结果表明5 km为较合理的兆瓦级电站接收天线设计建设指标，且在整个接收整流阵列中仅需同一种整流器件，同样整流电路即可实现较高的整流效率，为实现兆瓦级空间太阳能电站（Space solar power satellite，SSPS）的演示验证系统论证提供了技术支撑。最后以此为基础研究了整流电路的设计实现，给出了适用于较低输入功率密度下提高整流效率的技术途径。     

机载天线RCS减缩及其布局设计

机载天线系统是飞机的强散射源之一,对飞机隐身性能有着重要的影响。本文针对国外第四代战斗机机载天线系统的设计与布局,研究了具有低散射特性的机载天线系统设计技术措施,讨论了其机理和效能。对机载天线系统进行雷达散射截面积(Radar cross section,RCS)减缩设计与布局,在保证系统性能的同时,有效降低其RCS。     

改进的圆形超宽带印刷单极子天线

给出一种新型紧凑的带陷超宽带印刷单极子天线,天线由圆形辐射贴片和有限接地平面组成。天线输入端驻波比小于2的带宽覆盖3．38-20GHz频率范围,具有16．62GHz的绝对带宽和142．7％的相对带宽。在整个频带范围内,方向图日面近似全向且对称。仿真与测量结果验证了该天线的优越性,该天线可以方便用于超宽带无线通信领域。     

圆极化天线在远场条件下的测试方法

在微波暗室远场条件下,设计了一种利用线极化天线测量圆极化天线的方法.基于圆极化波的分解理论,利用线极化天线进行两次正交测量,所得结果通过公式换算,得到圆极化天线的方向性图和增益.通过多次对圆极化天线进行实际测试,验证了此方法的有效性,满足了实际应用的需要.     

双波束天线阵时空调制OFDM通信测向方法

为解决利用通信信号的测向和通信定位综合设计问题,提出了一种载有方向信息的OFDM时空调制技术。该技术采用两副同中心但方向图有偏差的特殊天线阵列发射,使单天线接收机接收的信号是OFDM特性,每个OFDM子载波调制信号载有空间方位信息和数字通信信息,接收机通过解调信号即可通信测向。文中详细介绍了非正交四相和非均匀八相子载波时空调制信号设计思想,阐述了子载波间伪随机码空间调制编码方法,给出了数据信息调解和方位角估计算法。计算机仿真结果表明:在高斯信道下系统的误码性能与普通PSK-OFDM一样,实现了在调制信号设计层面上的数字通信与测向的深度综合。     

Widrow二元自适应阵列天线的讨论

本文通过对Widrow二元自适应阵列天线的讨论,导出了二元自适应阵列天线方向性函数的表示式。 本文讨论了有噪声时,二元自适应阵列天线性能的变化,指出:在有噪声条件下方向图上将出现“零点偏移”,文中给出了计算偏移量的解析表示式。此外在干扰源方向,天线方向图上出现以“零点深度”度量的剩余值。 本文通过计算,证明了:具有最小均方误差输出的Widrow二元自适应阵必有最大信噪比输出。     

一种基于天线虚拟运动的跳空扩频调制方法

为了加强无线通信物理层的传输安全,提出了一种基于天线虚拟运动的跳空扩频调制信号,采用天线的切换发射仿真天线运动,并且天线的切换方式由扩频码控制。利用天线开关函数产生的谐波分量构成一个空间扩频信号,这样发射的扩频信号不仅与发射信号使用的扩频码有关,而且与接收机相对于发射机的空间方位信息有关,是一种多天线跳空方式产生的扩频信号。最后给出了跳空扩频信号的频谱扩展性能、自相关性能、互相关性能、安全性能和多用户的通信性能,仿真结果表明跳空扩频信号为信息提供了一种更加安全的无线传输方法。     

小型化高增益微带差分天线设计

对微带偶极子天线加载引向器,使其定向辐射,实现了一款小型化高增益的差分端射天线。本文给出了该天线详细的设计思路和设计步骤,同时制作了实物并进行测试。结果表明：2～3 GHz频带内实测回波损耗（S11）与仿真数据吻合较,2.45 GHz主辐射方向最大增益达到8 dB。同时通过容差分析检验了天线的稳定性。以上结果证明该天线具有增益高、定向性强和尺寸小的优点,在4G移动通信和WLAN等领域有较好的应用前景。     

天线选择算法在MIMO系统中的应用比较

介绍了最佳选择、相关性选择和快速选择三种天线选择算法,并将三种算法在信道容量上进行了比较。结果表明,在信道状态、天线数量相同的前提下,三种算法相对于随机选择算法明显增加了MIMO系统容量,其中相关性选择算法在其算法复杂度上体现出的优越性更体现了其实用价值。     

频率选择表面天线复用副面的研究

在毫米波和红外相结合的复合系统研究中,结合飞行器雷达天线系统的设计需要,在理论分析的基础上,采用频率选择表面（FSS）来设计天线复用副面。实验结果表明,该副面实现了透过毫米波和反射红外光的双工性能,并适于双色和多色红外复合系统。FSS天线复用副面的材料应尽量选用厚度适中、平整光洁的低耗衬底介质敷铜基板,以达到更为理想的设计效果。     

双频和多频微带天线

本文就双频微带贴片天线和多频圆形微带贴片天线的研制及其频带的展宽进行了尝试,取得了较好的效果。     

大型天线装配测量与实时反馈调整技术

针对大型天线在装配过程中共轴铰链空间位置难以准确定位和测量、传统测量方法容易受到天线杆件的干涉影响测量精度等问题，通过搭建大型天线装配测量与实时反馈调整系统，采用数字摄影测量技术对天线的面板、铰链和杆件的装配精度进行了测量，并将测量结果实时反馈给六自由度自动执行机构调整共轴铰链的空间位置，实现大型天线的柔性化、自动化和精准化装配。试验结果表明数字摄影测量相机的精度与激光跟踪仪的精度偏差不大于0.01 mm；六自由度自动执行机构对共轴铰链的位姿调整位移精度优于0.02 mm，角度精度优于0.01°，能够满足大型天线的装配和测量要求，该方法可以提高大型天线装配效率和自动化技术水平，为尺寸更大和结构更复杂的天线集成装配奠定技术基础。     

星载天线的热分析技术方法研究

针对ANSYS软件不能通过轨道信息模拟太空环境下的温度场,提出了利用I-DEAS软件和ANSYS软件相结合进行星载天线热分析的方法和基本步骤。该方法首先通过I-DEAS软件计算出太空环境下的温度场,然后利用Delphi语言编写的接口程序把I-DEAS的计算结果导入到ANSYS中去,最后通过ANSYS计算出在轨星载天线的热变形和热应力。通过一具体的算例,说明了此方法的可行性和有效性。     

一种超宽频共形天线结构的力学性能测试

共形天线结构是一种将机载天线集成到飞机复合材料结构中的集承载、维形、隐身及通信功能于一体的多功能结构。本文采用对数螺旋天线作为内植传感器件,设计并制造了一种超宽频共形天线结构,通过面内压缩试验和三点弯曲试验对该型共形天线结构的力学性能进行了考核测试。试验结果表明,超宽频共形天线结构具有更优的力学性能。相对于未植入天线的复合材料夹层结构,超宽频共形天线结构的面内压缩刚度提高了112%,面内压缩强度提高了95%,结构压缩破坏模式由单纯的面芯分离变成了多个胶接界面分离和芯体剪切破坏的复合破坏模式,且强度分散性变大;超宽频共形天线结构面外弯曲刚度提高了26%,面外弯曲强度提高了17%,弯曲破坏模式由上蒙皮与芯体间的大面积面芯分离变成了压头下部局部蒙皮折断和芯体塌陷。     

智能抛物面天线分层序列最优控制

为了保证大型天线结构的精度,可采用智能结构控制天线形变规律。这样可以大大降低结构的重量并使结构具有更高的形状精度。为使智能天线结构处于最佳工作状态,针对智能抛物面天线结构,建立了以反射面的半光程差的平方和为首要目标,以作动器能耗最小为次要目标的分层优化模型,优化模型同时考虑结构强度约束和作动器性态约束。模型转化为两个序列二次规划问题进行求解,实现了对智能抛物面天线的准静态形状最优控制。对某6米天线结构进行了最优调控和讨论。按该模型进行调控,可以使天线在任意方向的任意载荷下实现保型调控,并使调控能耗最小。表明可以用较少的作动器实现大型天线结构的高精度控制。     

Hilbert缝隙天线的频率可重构设计

设计了一种在Hilbert缝隙上加载RF MEMS（Micro electrical mechanical systems）开关实现频率重构的微带天线。运用Ansoft HFSS软件，缩减了原来天线接地面的尺寸，利用RFMEMS开关控制天线上Hilbert缝隙长度来实现频率重构。设计的该天线工作在GPS／DCS／PCS／Blue Teeth以及IEEE802．11b＆g／IEEE802．11a等5个不同的频段。还讨论了用金属片和等效的电路参数分别表示理想和非理想RF MEMS开关所得的S11参数曲线，并进行比较。就方向图而言，由于GPS／DCS／PCS频段天线工作在同一模式下，所以方向图完全一致，而工作于高次模式的Blue Teeth以及IEEE802．1l＆g／IEEE802．11a频段，方向图明显不同。最终通过在Hilbert缝隙天线上加载RF MEMS开关后，实现了将一副天线应用到无线通信中5个频段的目的。