基于平板波导的双频双极化CTS阵列天线设计研究

针对卫星通信天线轻量化和辐射孔径复用等需求,对双频段双极化连续切向节（Continuous Transverse Stub,CTS）阵列天线进行研究。天线采用正交共口径设计,结合标准波导接口的带通滤波器和独立功分馈电网络实现了高极化隔离度特性;通过对枝节辐射能力控制和天线阵列设计,达到了兼顾增益特性的同时降低旁瓣电平的目的。仿真结果显示：天线分别在18.5～21.2 GHz和27.5～31 GHz两个频段内回波损耗小于-10 dB,旁瓣电平均小于-12 dB,端口隔离度优于80 dB,增益分别为24～27 dBi和25～27 dBi,结构简单,易于加工,剖面高度低,易于运输和共形安装。     

基于差分进化算法的异构型分布式阵列优化

分布式阵列在突破了传统布阵环境限制的同时,还具有较高的增益,使其在实际工程中获得了广泛的应用。针对分布式阵列方向图存在较高的旁瓣问题,结合阵列性能约束和阵列位置约束,建立二维异构型分布式阵列优化模型,通过差分进化算法对子阵分布位置进行优化。并从变异策略、选择策略和控制参数三个方面对传统的差分进化算法进行改进。仿真分析结果表明,该方法能够有效抑制分布式阵列的峰值旁瓣电平,相比传统的差分进化算法,该算法全局收敛能力更强、收敛速度更快。     

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。     

用于各种雷达的平板缝阵天线的设计与加工技术

介绍了民航飞机极旁瓣电平机载风切变雷达天线、单轴单脉冲合成孔径阵列、双极化双阵列天线和16．75GHz双轴单脉冲阵列的设计。详述了这些阵列的加工技术以及近场测试方法。     

随机子阵阵列的旁瓣电平和宽带特征

本文扩展了随机天线阵列的概念。介绍了三种新型的阵列几何图形，它们既具有随机阵列的宽带宽性能，几何图形也更简单，因而更适宜于低成本应用。对随机子阵的周期阵列、周期旋转随机子阵阵列和随机旋转随机子阵阵列的性能都进行了统计性的表征。结果表明子阵旋转能够降低天线阵排列因子的旁瓣电平。文中给出了一个设计过程的例子来说明天线阵排列因子的计算。     

基于遗传退火算法的数字阵列稀疏布阵

应用遗传退火算法对32个数字阵列天线单元在64个位置进行了稀疏布阵,将单元间距和激励作为优化变量,在控制主瓣形状的同时,改善了阵列的副瓣电平,提供了更多的自由度来控制稀疏阵列的性能。结果表明,全局优化峰值旁瓣可低至-26dB,遗传退火算法能够避开遗传算法在搜索过程中的早熟收敛。     

金属柱状阵列结构二次电子发射系数模拟研究

二次电子发射系数（secondary electron yield,SEY）的抑制对提高空间大功率微波部件的微放电阈值、降低粒子加速器发生电子云效应的风险等具有重要意义。针对现有圆柱形柱状阵列SEY抑制方法，未考虑实际加工工艺可能导致柱体形貌偏差，进而影响SEY抑制效应的问题，结合二次电子发射唯象概率模型和电子运动轨迹射线追踪法，研究了圆形、方形、圆锥形、截断圆锥形、方锥形、沙漏形及螺纹形柱状阵列的SEY。模拟结果表明：与理想圆柱形柱状阵列相比，方形、方锥形、螺纹形柱状阵列的SEY抑制效应与圆柱阵列基本相同（差异小于~6%），而其余几种形状的柱状阵列的SEY抑制效应略逊于理想圆柱阵列。因此，从SEY抑制效应角度看，圆柱形柱状阵列具有较好的工艺容差性能。研究结果为柱状阵列结构在SEY抑制领域的工程化研究与应用提供了参考。     

深空大规模天线阵布局优化方法研究

由大量廉价的小型反射面天线组成阵列对航天器进行跟踪通信是未来深空测控网发展 的一条新思路。提出一种改进的遗传算法对大规模小天线阵列地理布局进行优化,提高天线 阵列的测控性能。首先分析了布局优化的约束条件,然后以最小化旁瓣电平为目标,建立了 优化模型。分析了Kogan梯度算法和常规遗传算法的局限性,最后给出了改进遗传算法的优 化流程。仿真结果表明,改进的遗传算法不但具有高的优化效率,还可应用于阵列布局的多 目标优化。
     

本征激励下阵列天线的互耦分析

采用本征激励方法，对阵列天线中互耦效应的影响进行了研究。介绍了矩量法求解阵列各单元电流分布的方法，并计算了天绒阵列各单元的本征激励方向图。在此基础上，采用本征激励分析方法对阵列天线进行了互耦分析。结果表明天线阵的主旁瓣相对电平越低，天线阵单元数目越少，互耦的影响越大。可以看出菜用的本征激励方法是高速和有效的。     

一种圆柱共形阵天线的仿真与设计

文章对一种x-频段的圆柱共形阵天线进行了仿真和测试。基于非相似元阵列天线理论计算了远场方向图,仿真设计了射频馈电功分器;测试了功分器的S参数,测量了天线的水平面方向图,测试结果与计算结果一致。     

基于电磁矢量传感器阵列的广义旁瓣相消器

提出一种基于特殊电磁矢量传感器阵列的广义旁瓣相消器。首先在理论层面推导得到广义旁瓣相消器最优权矢量;针对信号是否在偶极子均匀圆阵处发生极化失配的四种情况进行讨论,进而明确阵列广义旁瓣相消器的适用场合;最后对广义旁瓣相消器和Capon波束形成器进行性能对比。理论分析和仿真实验表明,将广义旁瓣相消器推广到电磁矢量传感器阵列...     

基于迭代变加权最小二乘的宽带波束赋形方法

针对常规加权最小二乘宽带波束形成中存在较大主瓣增益损失和旁瓣电平偏高的问题,提出了一种基于迭代变加权最小二乘的宽带波束赋形方法。首先通过合理设计加权函数和参考波束同步迭代优化波束主瓣区域和旁瓣区域对应的加权函数值;然后对波束最小旁瓣电平进行调整并更新加权值,以获得低旁瓣宽带近似频率不变波束形成器。与常规加权最小二乘法相比,有效减小了波束主瓣增益损失,改善了波束的频率不变特性,并降低了宽带波束最高旁瓣电平。仿真结果表明该方法的有效性。     

便携式卫星终端全空域共形数字阵列设计

针对便携式卫星终端要求的全空域多目标跟踪能力,基于终端外形设计了一种圆台结构的共形阵列。该阵列由顶面的平面阵列和侧面16条棱面围成的台体构成,顶部平面阵列产生的波束覆盖上半空间的大仰角区域,侧面的16条棱面则负责小仰角区域的波束覆盖。与球面天线相比,圆台阵列在工程实现和波束增益方面具有一定优势。分析了圆台阵列在全空域的增益性能,并考虑到实际应用中的遮挡效应,对空域进行了划分,不同的空域使用圆台不同方位的阵元进行数字波束形成。理论分析和仿真结果表明,圆台共形阵列全空域增益波动较小,性能良好。     

Ku频段星载降水测量雷达脉冲压缩峰值旁瓣电平指标要求的分析研究

根据全球地表后向散射系数的概率统计分布,定量分析Ku频段星载降水测量雷达脉冲压缩峰值旁瓣电平与其干扰距离单元数之间的关系,提出通过倾斜雷达天线波束扫描平面来降低系统对峰值旁瓣电平指标要求的方法。数值仿真结果表明,当雷达天线波束扫描平面倾角为0°时,脉冲压缩的峰值旁瓣电平(PSL)应小于-70dB;当倾角为2°～3°时,PSL应小于-60dB。     

具有最低旁瓣电平和使用粒子群优化算法控制零陷的线性阵几何综合

描述了具有最低旁瓣电平和使用粒子群优化算法（PSO）控制零陷的线性阵几何综合方法。PSO是一种最新开发的高性能优化算法，它能解决一般的N维线性和非线性优化问题。与遗传算法和模拟退火等其他进化算法相比，PSO算法更易于理解和实现，并且要求最少的数学预处理。针对以旁瓣抑制（SLL）和／或在特定方向放置零陷为目标的优化问题，首先提出了阵列几何综合的公式，然后运用PSO算法来解决单元的位置优化问题。最后给出了3个PSO算法应用的设计实例，且每个实例中的优化目标都易于实现。通过与使用二次规划方法（QPM）获得的结果相比较，验证了PSO算法结果的有效性。     

预警机雷达采用相控阵体制时有关问题的思考

讨论了相控阵雷达应用于预警机的发展前景，介绍了应用优点，从阵面扫描角、扫描波束的变化、低旁瓣电平与频率的选择等方面对其存在的技术难点进行了系统分析并探讨了解决途径。     

圆柱体上的印刷振子阵列天线

该文给出了两种小半径(r=1.5λo)圆柱体共形印刷振子阵列天线的设计和测试结果。这两种阵列天线的单元振子有不同的取向:一种取为轴线方向;另一种取为圆弧方向。首先将单元振予印刷在一柔软薄基片的两侧,然后将其包裹在金属圆柱体的蜂窝状绝缘层(ε_r=1.1,h=0.15λo)上。该结果具有较宽的频率、较弱的表面波以及较低的寄生辐射损耗的特点。所得结果表明,圆柱体共形印刷振子阵列天线具有与平面阵列天线相近的辐射效率,且实验结果与理论分析结果符合良好。     

用于航天信息传输的阵列天线系统

评述阵列天线在航天数据系统中应用的现状与前景 ,特别是在移动卫星通信系统与小卫星系统中的应用 ,指出集成化与低成本设计的重要性 ,讨论利用共形阵列天线通过跟踪与数据中继卫星系统传输火箭数据的可行性。     

一种宽带天线单元及其在共形相控阵中的应用

提出一种工作频段较高、带宽较宽的共形相控阵印刷振子单元改进结构,并组成一个平面阵列和多个不同结构形状的共形阵天线,进行实验研究。通过对单元结构参数的仿真优化,得到一个频带较宽( 5 5 % )、法向交叉极化较大( >1 8dB)、单元增益较高( 7 7dB～8 9dB)的天线。这些实测结果与仿真结果吻合良好。并通过多种阵列的实验研究,得出了一些关于共形相控阵随阵列结构变化而变化的规律。     

X波段单发多收体制下用于解距离模糊的时变二相码波形优化设计

针对小卫星雷达系统由于天线尺寸受限、宽波束照射面积大而带来的方位模糊,通过采用高脉冲重复频率来解方位模糊,然后利用发射波形的时变特性来解决高重频带来的距离模糊。基于此,采用了一种梯度遗传算法对多发射二相码波形进行优化,使其自相关峰值、积分旁瓣电平和互相关主副比、积分旁瓣电平尽可能的低。同时对多约束构成的适应度函数进行自适应尺度因子加权,以克服不同约束带来的不同数量级所造成的优化倾向问题。仿真结果和性能分析验证了该算法的有效性和可行性。