基于电磁带隙结构的共形阵列互耦抑制方法

在共形天线阵列结构中,表面波是互耦的重要来源,本文利用电磁带隙结构对共形天线阵中的表面波进行抑制,研究了共形条件下的电磁带隙结构,并将其应用到共形天线阵列中,有效抑制了天线单元间的互耦.     

弹载共形相控阵天线拓扑结构分析

以弹载多模复合制导雷达导引头为应用背景,在未考虑极化的情况下,首先建立了任意有向阵列的方向图函数;然后,采用同心圆等角度、同心圆等间距以及矩形栅格 3种不同配置方式,建立了锥面共形相控阵天线模型,推导了不同配置方式下天线阵列方向图函数;通过比较其方位面及俯仰面的副瓣电平,得出结论:同心圆等间距配置方式是锥面共形相控阵雷达导引头天线单元的最优配置方式。     

一种新型双线极化BD2 B3抗干扰天线设计

设计了一种双线极化BD2B3抗干扰天线单元,采用2个幅度相等相位相差90°的馈电点,产生幅度相等相位正交的2个线极化波实现双线极化,用该天线单元进行抗干扰阵列组合,能够有效减小天线阵列的体积。     

共形相控阵信号处理技术研究

该文主要讨论共形相控阵列的天线方向图合成以及杂波中慢速运动目标的检测问题.文中从建立共形阵列的空间导引矢量入手,首先研究了共形阵列的低旁瓣加权技术,给出了基于能量迭代法和交替投影方法的权值计算方法;接下来讨论了采用空时自适应处理技术抑制杂波、检测目标的问题.建立了共形阵列杂波模型,给出了最优权值以及输出信干噪比的计算方法,最后讨论了共形阵列降维处理算法的实现问题.     

飞行器共形天线新型制造工艺及应用研究进展

共形天线具有小型化、低剖面、大孔径等特点,是未来天线重点发展趋势之一,以气动一体化天线、超宽带窄波束天线为代表的共形天线成为目前飞行器天线领域的研究热点。当前共形天线的制作工艺主要包括打印、转印、激光加工等,采用合适的工艺能够实现天线的大面积共形制造。讨论了共形天线在不同飞行器载体上的优势,如打印制作的低剖面机载天线可实现战机的气动隐身一体化需求,也可满足弹载天线小型超宽带需求,柔性天线可应用于星载充气可展开天线等。在此基础上对当前共形天线存在的关键技术问题进行了阐述,并对共形天线在航空航天领域的未来发展做出了展望。     

单脉冲双极化天线阵列设计

文章研究了单脉冲双极化天线阵列。天线阵混合馈电微带单元由共面微带线馈电和缝隙耦合微带线馈电两者结合形成,"十"字形微带单脉冲比较器与天线阵同面,具有结构紧凑、加工方便和成本低的优点。经仿真验证,在工作频带内其辐射单元双端口隔离度高于34dB;并且2个极化端口在其对应主平面方向的副瓣电平均低于-20dB。天线可适用于新一代多极化雷达系统。     

任意拓扑结构的耦合振荡器阵列及其在共形阵中的应用

提出了一种利用耦合振荡器阵列实现共形相控阵天线波束扫描的新方法。建立了任意拓扑结构的耦合振荡器阵列幅度和相位动力学方程,采用图论的方法分析了稳态相位方程解的唯一存在性和稳定性,通过控制振荡器每个单元的自由振荡频率,对相位进行加权,实现了共形相控阵天线无移相器的波束扫描,最后对圆柱形耦合振荡器阵列天线进行了数值仿真,验证了该方法的可行性。     

圆柱共形缝隙阵列的相位补偿方法研究

对圆柱共形缝隙阵列的相位补偿方法进行了研究。首先根据对偶原理,给出了任意方向放置的缝隙单元的远场计算公式。然后根据叠加原理推导出圆柱共形缝隙阵列的远区场计算公式,并通过相位补偿方法使共形阵列的电磁特性接近于平面阵列。最后对9×9圆柱共形缝隙阵列、其对应的平面阵列以及相位补偿后阵列的远区场实际算例进行验证分析。结果表明,通过相位补偿可以对共形阵列的电磁特性进行改善。     

基于极化敏感阵列的加权融合测角方法

角度估计是雷达的一个关键功能.极化敏感阵列用作雷达天线可有效减小模型误差,改善测角性能.为提高目标角度估计精度,本文提出了一种扩展的加权融合测角方法.首先对完备电磁矢量进行介绍,建立了极化-空域信号处理模型;其次推导了扩展后的加权融合测角方法;最后结合稀疏恢复测角方法,以双正交电偶极子阵列天线为例,验证了方法的有效性....     

机载共形阵天线阵列信号处理的关键技术分析

机载共形阵是机载有源相控阵天线发展的下一个目标。共形阵天线的阵元具有不同的方向性,空间分辨率算法必须考虑来波的极化问题。本文研究了空间信号波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计算法的现状,分析了一种适用于共形阵天线空域自适应波束形成的高速滤波算法。     

Performance analysis of conformal conical arrays for airborne vehicles

Conformal array apertures have great potential for providing high performance, low weight systems with little or no impact to the aerodynamic design of the air vehicle. A performance analysis of conformal conical arrays for a national airborne radar application is presented. The conical array geometry is chosen for its similarity to an aircraft or missile nosecone. Performance capabilities are analyzed for a number of antenna performance parameters including scan volume, sidelobe levels, grating lobes, beamwidth, directivity, element count, and cross-polarization     

鲁棒成形极化敏感阵列波束的方法及极化估计

基于极化敏感阵列,提出了一种鲁棒成形阵列波束的方法。该方法首先将阵列的数据模型进行了重新描述,从而获得了信号波达角(DOA)和极化解耦的模型。借助于该模型并对信号的两个极化方向分别进行鲁棒约束,设计出了一个新的鲁棒空域波束空间成形矩阵,利用该矩阵可以获得信号两个极化分量的鲁棒估计。基于特征值分解的方法,最后给出了估计信号极化参数的方法。分析和数值仿真实验均表明:提出的方法,在对DOA估计误差以及阵列位置误差等造成的阵列失配具有较强鲁棒性的同时,也能有效抑制干扰和噪声,进而提升了极化参数估计的性能。     

基于仿生原理的超角分辨天线阵设计

以昆虫的声波超分辨定位原理为基础,提出了对应的电小仿生天线阵系统,增强了电小天线阵的角度分辨能力。在具体设计过程中,运用奇偶模分析方法,推导出在不损失功率的条件下,相位差放大因子与天线阵元的阻抗和互耦之间的约束关系,与此同时提出了可获得更大相位差放大因子的设计方法。以此理论为基础,设计了一个二元电小天线阵,仿真并测试了其角度分辨性能,测试结果与理论分析一致,有力地验证了仿生天线阵理论的正确性与设计方法的有效性。     

扩展酉矩阵束算法实现稀疏可重构天线阵的优化设计

针对方向图可重构天线阵列的稀疏布阵问题,提出一种基于扩展酉矩阵束算法的优化设计算法。首先建立以阵元位置和多组激励为变量的多方向图联合稀疏优化模型,并利用期望方向图采样数据构建Hankel块矩阵。然后通过centro-Hermitian化处理和酉变换将采样矩阵从复数域转换到实数域,舍弃实矩阵中较小的奇异值对可重构线阵进行稀疏。最后通过对等价矩阵束的广义特征值分解估计稀布阵元位置,进而得到每个方向图对应的激励。仿真验证了该方法能够以阵元非均匀稀疏分布的阵列形式有效实现多个方向图的精确重构。     

Performance of phased-array antennas with mechanical errors

The performance of planar phase-array antennas with mechanical errors is investigated. Errors in array element positions as a result of structural distortions are considered as deterministic and predictable. Detailed calculations for two assumed modes of distortion reveal that their effects on antenna performance are the loss of peak response in the scan direction and the broadening of the mainlobe, while the far-out sidelobe structure remains relatively intact. For large antennas, performance improvement can be expected by suitable phase compensation. Performance of antennas with random errors in their element positions must be treated statistically. Expressions of average directivity and sidelobe level corresponding to arbitrary error magnitudes in element position, amplitude and phase of excitation as well as finite rate of failure of element modules were derived and verified by direct numerical calculations from the antenna directivity patterns. For a planar phased-array antenna typical for space-based radars, the standard deviation of element position errors must not exceed 1% of the operating wavelength in order to maintain a -10 dBi sidelobe level     

Performance of diversely polarized antenna arrays for correlatedsignals

The performance of direction finding systems in a correlated signal environment utilizing diversely polarized antenna arrays is investigated. The Cramer-Rao bound (CRB) is used to evaluate the accuracy of the estimated directions of arrival (DOAs). Compact closed form formulas are presented for the CRB corresponding to the joint estimation of the DOAs, signal covariance matrix, signal polarization parameters, and noise variance. The CRB is evaluated numerically for selected examples, to provide insights into the potential improvement in direction-finding accuracy due to polarization diversity     

Linear filtering approaches for phase calibration of airborne arrays

Phase calibration of a large fluctuating millimeter-wave airborne antenna array is considered. The technique exploits properties of the correlation of the measured voltages arising from clutter returns at adjacent or nearby element pairs. The proposed calibration algorithm trades smoothing of the observations to reduce random errors with the ability to track the time-varying calibration phase. Algorithm performance is considered for an arbitrary linear filter, which generalizes previous work on analogous pulse-pair problems, and the results are used to choose optimal filter parameters. Numerical results are provided for a field experiment employing a 32-element Ku-band antenna array