相控阵天线试验子阵波束指向性能分析

针对一个基于四位数字移相器的相控阵天线试验子阵,对其进行波束指向性能分析,得到扫描波束的波束宽度、指向误差和增益跌落等参数,计算数据与试验结果基本吻合,该分析方法将可应用于更大规模相控阵天线的性能分析。     

关于双反射面天线的两个优化问题

在航天器上和地面站中,广泛采用着双反射面天线。本文探讨了双面天线的两个优化问题。当主面为现存的抛物面时,使副面优化赋形,从而比之经典双面(抛物面——双曲面)的增益提高(0.48～0.40)~(dB)(对应于D/λ=20～100)。寻求偏置柱形双反射面系统的最佳设计,使其在馈源方向图变化时,口径场分布最接近同相等幅。     

相控阵雷达扫描波位和扫描时间的设计与优化

详细讨论了在相控阵雷达设计中扫描波位如何确定的问题。扫描波位的确定原则是使雷达系统既满足一定的检测概率和作用距离，又能在最短的时间内扫描整个空域。这就必须在波位驻留时间和平均增益损失等因素之间进行折衷。为了进一步节省扫描时间，还对如何利用数字波束形成（ Ｄ Ｂ Ｆ） 技术实现优化进行了探讨。     

一种能量级自然云雷达图像仿真方法

针对飞行模拟训练需求,基于自然云与电磁波束相互作用的统计特性,设计了 1种自然云雷达图像仿真方案,给出了多个关键仿真模型的实现方法。通过雷达波束的子波束划分实现雷达波束充塞系数的估算,解决了波束充塞系数计算难度大的问题,并根据云的三维模型设计了雷达回波能量计算模型。通过将三维空间的计算转化到二维平面内以获取雷达波束中心与云团交点位置及参数,以此计算雷达反射率和雷达回波的距离衰减。仿真实验表明:该方法能较好地体现云对回波的衰减效应,以及波束充塞度对远距离云回波计算的影响,具有较好的实时性。     

基于失真度评估的时变聚焦多波束形成算法

为 了在保证声呐成像质量的 前提下，缓解近场聚焦精度与计算复杂度之间的矛盾，文中提出了一种基于失真度评估的时 变聚焦多波束形成算法。首先，建立近场时变聚焦模型，将聚焦点的时间结构和半圆形阵列 的空间结构联系起来，获得了各个聚焦点精确的延时信息；其次，在兼顾波束方向图的各项 性能指标的基础上，利用二阶锥规划（Second-order cone programming, SOCP）方法设计 了各个聚焦点的最优权值；最后，构建散焦波束失真度的评估模型，并在失真度阈值的约束 下，合理地选择了几个必要的聚焦面。仿真和测试结果表明，该算法减轻了硬件计算和存储 的压力，提高了工程的可实现性，而且对复杂多变的探测场景取得了很好的成像效果。     

辐射计反射面天线面形精度对其主波束效率影响研究

以FY-3卫星微波成像仪天线为模型,对反射面天线面形精度对天线主波束效率的影响进行了分析。提出基于数值拟合法的公式,用GRASP软件半物理仿真结果,修正Ruze公式关于面形精度影响因子的表达式,实现了工程中天线主波束效率快速估算。该方法减小了Ruze公式中由于假设口径场等幅同相分布引起的计算误差,采用该方法后计算精度可控制在1%以内。最后针对多馈源共用反射面的辐射计天线提出了分区域分析面形精度的方法。     

不同插值方法对残缺环阵声源定位的影响

研究了利用不完整麦克风阵列进行声源定位的算法，通过修正傅里叶插值、B样条插值和三次样条插值对残缺麦克风阵列的交叉互谱矩阵的插值补偿，获得了声源定位算法。通过数值模拟对声源定位算法进行了验证，发现在波束形成的声源强度上，傅里叶插值模拟结果最大偏差达到5.21 dB,B样条插值为1.17 dB，三次样条插值为0.80 dB；在声源位置偏差上，傅里叶插值为0.04 m,B样条插值为0.01 m，三次样条插值为0.01 m。结果表明傅里叶插值计算得到的声源定位的强度、位置精度和动态性能最差，三次样条插值最优，B样条插值表现一般。实验验证也得出类似的结论，因此利用三次样条插值计算不完整麦克风阵列的交叉互谱矩阵最佳。     

空时自适应处理张量波束成形器的外积合成法

为了解决空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing，STAP）对足量平稳训练快拍的要求，给出了一种设计STAP张量波束成形器的新算法——空时自适应处理张量子波束合成（TSS-STAP）法。分析表明：STAP中所需要的张量波束成形器，可首先在张量的各个子维度上分别进行子波束成形器的设计，然后再由张量的外积运算合成各子波束成形器而得到。进一步分析表明：由于本文算法可在较低自由度（DoF）的子维度上对张量波束成形器进行设计，因此降低了设计所需要的训练快拍数和计算复杂度，同时也实现了有效的去相关处理，使得其在非均匀杂波环境下有更好的目标检测性能。在仿真实验中，所提算法有效提升了目标检测结果，同时降低了目标检测所消耗的时间。     

灵活的全空域同时多波束测控技术

针对日益发展的多星同时测控需求,给出了一种灵活的全空域多波束同时测控阵列天线实现技术。在分析国外GDPAA(网格球顶相控阵天线)相控阵技术的基础上,提出了子阵有源相控阵+多面数字波束合成的综合实现架构,比较了多面拼阵和球面拼阵工程实现的优缺点;并在单元天线建模的基础上对多面拼阵和球面拼阵进行了系统仿真,验证了其半球覆盖的波束性能和全空域覆盖的可行性。考虑工程实现,给出了多面拼阵的实现建议,并对其发展构思、预期性能和主要关键技术进行了探讨,最后进行了归纳总结。