天线罩电气性能的研究方法及进展

高传输系数和低瞄准线误差斜率天线罩的设计,毫米波天线罩,宽频带天线罩以及瞄准线误差和斜率的测试、数据处理方法的研究是天线罩电气性能设计和研究的主要问题.本文以天线罩的基本要求出发,着重介绍近几年来地空导弹天线罩在电气性能方面的研究方法和进展.     

天线罩的瞄准线误差和误差斜率

讨论天线罩瞄准线误差及其斜率的几种表示方法以及它们之间的关系。这些表示方法对全面评价天线罩的电气性能和计算天线罩对导弹的脱靶量及稳定性的影响是非常有用的。还介绍了天线罩瞄准线误差的测量方法。     

高温环境下大尺度薄壁结构的电性能优化设计

考虑温度引起的热变形和材料电磁参数变化对天线罩电性能的影响,基于口径积分-表面积分法(AI-SI)和有限元法(FEM),提出了高温环境下天线罩电性能分析方法;进而基于粒子群算法(PSO),建立了计及热效应的天线罩结构电性能优化流程。分别选取常温环境、均匀高温环境和非均匀高温环境三种典型工况,对比研究了温度对天线罩电性能的影响规律,并对天线罩电性能进行了优化,研究结果表明:高温会引起天线罩透波系数的下降和瞄准误差的上升,在天线罩优化设计中应重视温度对电性能的影响;计及热效应的天线罩结构电性能优化方法能显著提升天线罩的透波系数、降低瞄准误差,具有良好的优化效果。     

基于遗传算法的制导控制系统耦合回路优化设计

为减小天线罩瞄准线误差斜率对导弹制导控制系统的影响，将导引控制器的设计作为参数优化问题．建立了优化模型。采用遗传算法对导引控制器参数进行优化，并给出了遗传算法的操作和优化流程。数字仿真结果表明，所设计的制导控制系统耦合回路对天线罩瞄准线误差斜率的摄动具有较好的鲁棒性。     

GPS接收机天线相位中心变化对基线解的影响

GPS接收机天线相位中心变化与卫星信号的入射方向有关，因此相位中心变化对基线解的影响还与参加解算的卫星个数及卫星的几何分布有关。在考虑卫星几何分布情况下，首先研究了相位中心变化对单个点位坐标的影响，然后推导了相位中心变化引起的基线矢量的偏差计算公式。此计算公式综合考虑了各种引起天线相位中心变化的因素，如天线的类型、天线的安置误差、卫星的几何分布、卫星个数等。最后，给出了具体算例，并给出了减弱这种影响的方法。     

面阵天线阵面变形后天线方向图的计算

1 概述 星载合成孔径雷达(SAR)天线多采用大型可折迭展开的平面阵天线,以实现波束赋形、波束扫描、多频段和多极化等特殊要求。和反射面天线等其他形式的天线一样,由于受加工精度误差和环境条件的影响,天线的机械与电气结构并非理想情况,即存在误差。对于星载SAR面阵天线,由于星载天线特殊的结构以及高空特殊环境的影响,天线阵面存在较大的变形误差。计算变形误差对天线电气性能影响是天线系统理论估算必须考虑的问题,本文主要进行变形天线方向图的计算。     

制导工具误差折合精度影响因素分析

制导工具误差折合是导弹精度评定中的重要问题,其中最关键的技术问题是工具误差的折合精度问题。本文分别对用公式法求取误差折合系数时影响精度的各种因素从理论上进行了系统分析,并得出了外测误差精度、采样点数和弹道特性是影响折合精度的主要因素的结论。仿真计算结果表明了理论分析的正确性,为后续提高误差折合精度指明了方向。     

一种顺轨干涉SAR时变平地相位去除方法

顺轨干涉合成孔径雷达(ATI-SAR),可以利用2幅SAR图像的干涉相位信息实现对动目标的检测和径向速度的测量。在实际情况下,由于平台和天线相位中心的不稳定,干涉基线的倾角变化会导致时变的交轨基线分量,从而引入平地相位干扰运动目标的检测和测速,需要去除其影响。针对此问题,提出一种基于回波数据的时变平地相位去除方法。该方法通过最小二乘法估计出基线在平地相位中的影响系数,再反演出估计的平地相位值,从而在干涉相位中进行去平地相位,提升了运动目标的检测和测速性能。通过仿真实验验证了理论公式的正确性,并计算了误差。     

一种新型双频天线罩设计

对一种可同时工作于C,Ka波段的A夹层天线罩设计进行了研究。优化空气芯层厚度,天线罩可具备两个频点良好的透波性能。用射线追踪法分析了双频天线罩在不同天线扫描角下的功率传输系数,结果表明天线罩在C,Ka波段内两个频点内的传输损耗小于1.05dB,满足双频天线罩的应用需求。     

基于修正模型的天线指向误差统计特性分析

作为评估天线性能的重要指标之一,天线指向精度直接影响着天线的跟踪观测性能。为了适应任务需求,提高天线及星地链路分析精度,本文基于指向误差修正模型对模型各分量的影响因素含义进行了系统分析,并定量研究了各个分量对指向误差的影响。基于各模型参数的分布特性,提出了一种指向误差概率分布模型,进一步完善了天线指向误差分析计算方法,最后利用天线的典型参数分析计算了天线指向误差角近似满足修正瑞利分布下的特征,可为后续星地链路统计分析提供参考依据。     

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。     

星载天线双轴定位机构指向精度分析

以星载天线双轴定位机构为对象,分析了其指向精度的影响因素,从传动误差、测量误差、安装误差以及热变形误差等方面,研究了各项精度影响因素的分析模型和计算方法,建立了指向精度的分析模型,并以某一天线双轴定位机构为例进行指向精度分析。     

导弹天线罩IPD测量仪研究

天线罩是导弹的一个关键部件,其电气性能直接影响到导弹的制导精度,而插入相位延迟(IPD)是影响天线罩电性能的重要参数之一.针对国内在导弹天线罩IPD测量方面的技术难题,基于微波测量技术,研制了一台导弹天线罩IPD测量仪,阐述了导弹天线罩IPD测量仪的测量原理和软硬件构成.实验结果表明,该测量仪可以快速、准确地实现导弹天线罩IPD的无损检测,重复测量误差不大于±O.2°,有效地保证了导弹天线罩的测量精度.该IPD测量仪的研制成功,为导弹天线罩的电性能检测提供了先进的手段.     

飞行器程控跟踪相控阵天线安装误差补偿技术

针对窄波束高增益相控阵天线波束指向精度要求高、安装误差对波束指向的影响无法忽略的问题,提出了一种基于光学瞄准的安装误差测量方法,给出了光学测量内容和误差修正矩阵,经某型无人机飞行测试表明,该方法可以减少由安装误差带来的波束指向偏差,对高精度波束指向具有重要意义。     

幅相误差引起超低旁瓣阵列天线旁瓣最高电平分布的研究

由于单元间互耦的存在，超低副瓣阵列天线的辐射方向图发生变化。简单介绍了矩量法，计算了天线阵列各单元的本征激励方向图。在考虑阵列天线间互耦的条件下，采用本征激励分析方法对幅相误差引起超低旁瓣天线旁瓣最高电平分布进行了数值统计分析。对八单元chebeshev等间距直线阵进行处理，并总结了其最高电平分布的一些规律。     

天线罩外形形线对天线罩性能的影响

比较和分析了不同天线平外形形线在不同长细比情况下对天线罩的电气性能和气动特性的影响。分析认为，在设计天线罩时，应根据导弹和天线罩的综合性能要求进行综合处理。     

应答式目标旋转运动对雷达速度测量的影响

携带应答机的飞行目标,若除了沿其某一轨道运动外,还作自旋运动,应答机天线辐射相位空间分布的不均匀性会使应答机转发信号产生附加的相位调制,因而导致多卜勒测量雷达的测量误差。本文分析了对称安装三天线园柱形应答式目标回波的多卜勒频率调制。得出了附加多卜勒频率及其各阶导数的解析式。研究了目标旋转速度、方向角(目标旋转轴线与雷达视线的夹角)和回波谱线宽度的关系,以及对雷达多卜勒测量精度的影响,它对于研究自旋再入体测量问题具有实用价值。文章给出了一个典型的三天线园锥目标模拟旋转试验结果。试验中在不同目标转速下由相参雷达跟踪测量目标回波,同时记录中频信号、多卜勒跟踪回路鉴频器输出等有用信息。对试验数据的分析得出了明确的结论:目标旋转使回波信号的谱线展宽、测速误差增大,谱线宽度与目标转速成正比,同时谱线宽度随目标方向角增大而加宽,方向角为90°时旋转影响最大。理论分析得出了与试验相同的结果。虽然试验是在静态下进行的,但问题的分析对质心运动的目标也同样适用。     

利用GPS修正电离层模型研究

电离层传输延迟误差是GPS测量中主要误差之一.阐述了采用双频技术建立改正精度较高的电离层模型的一般方法,包括双频伪距法、双频载波相位法和双频多普勒效应法,并以双频GPS多普勒观测量为例进行了试算和分析.结果表明采用精度较高的电离层模型先对观测量进行修正,再进行差分求解可以有效提高解精度和质量.     

一种复杂结构天线罩相位误差补偿算法

在某些雷达应用领域，天线罩的气动外形严重影响其电磁特性，从而对雷达系统测向性能造成恶劣影响。针对一种复杂结构天线罩，分析其透波率和额外引入的相位误差对雷达测向系统造成的恶劣影响;采用动态查表法实现目标角度粗搜索，并基于均匀圆阵提出长短基线结合聚类寻优的改进干涉仪测向算法，从而实现天线罩补偿后相位数据的精确测向。该算法操作简便，具有较高的运行效率，且能在宽频段、大角度范围内实现对天线罩的相位误差高精度补偿。实验结果表明:该方法能有效地解决非均匀天线罩引起的测向失败问题，具有较强的工程指导意义。     

含间隙天线折展机构模块精度分析

针对天线折展机构连接运动副间隙引起天线折展过程运动不确定、精度下降等问题,提出了基于"无质量杆"模型来模拟自由状态的含运动副间隙机构建模方法。该方法基于D-H法建立了天线3个闭环的几何关系模型,将无质量杆模型引入天线几何关系中,获得了展开误差的计算模型。通过综合运用蒙特卡洛法实现了自由状态折展机构展开误差计算。计算结果表明:转动副间隙对折展机构单元肋展开在Z方向上展开精度影响最大,单元肋展开最大误差为0.353 mm,可为天线折展机构设计提供了参考。