一种低副瓣锐截止波束赋形阵列天线设计

采用联合DFP和BFGS变尺度,结合全局寻优算法,通过优化阵列各单元馈电幅度和相位分布,设计了一种满足低副瓣锐截止波束赋形要求的阵列天线.该阵列由26个印刷振子单元天线组成,各单元馈电电路采用带状线环形桥.馈电电路网络采用带状线结构,整个馈电网络和印刷天线采用一体化设计,具有插入损耗小,结构紧凑的特点.实测表明,3dB波束宽度为11°,水平面锐截止为5.83dB/(°),副瓣低于-20dB.天线设计满足指标要求,并已获得应用.     

具有电倾角的双频双向印刷阵列天线

给出了由双面印刷偶极子组成的双频双向阵列天线设计,通过合理设计阵列馈电结构,实现了具有电倾角波束的天线,而不需使用复杂的移相器,极大地降低了天线的复杂度和成本;采用V形偶极子代替传统单元增加水平面波束宽度,并用微带结构的多工器将两个频段的阵列连接起来以实现双频特性,克服了一般双向天线仅为单频工作且不易实现电倾角的缺点．设计了具有20°电倾角的4单元和6单元双频天线阵列,分别工作在2．4GHz和5．8GHz频段．实验测试结果表明：天线在2．4GHz频段VSWR〈1．5的带宽有15％,增益为6．6dBi：而在5．8GHz频段VSWR〈1．5的带宽有6％,增益为8．0dBi．所设计的天线具有小型化、低成本、双频、多用途集成天线的优点．     

基于波束空间的SAR阵列天线波束展宽方法

针对合成孔径雷达（SAR ）天线设计过程中,难于获得均匀幅度和较宽的照射区域,实现灵活多变的波束变换的问题,提出一种基于波束空间阵列天线波束展宽的方法.通过将平面阵列天线分成多个子阵列,以子阵列为单位设计出基本波束,再通过幅度和相位加权使各子阵波束在空中实现同相移位叠加,从而实现波束覆盖区域的控制.由于各子阵可作为基本单元来处理,只需对各子阵实行加权,即可极大地降低阵列导向矢量的数目,能灵活地设计各种波束图,实现指向控制和干扰抑制.仿真实验的结果证明了该方法的正确性和有效性.它可用于单波束发射多波束接收(SIMO)与多波束发射多波束接收（MIMO）等新的SAR成像体制中.     

一种新型微带天线及其宽角扫描特性研究

该文主要描述了一种适合宽角扫描的相控阵天线单元设计思路,研究了其组阵实现宽角扫描的特性。为尽量减少大角度扫描过程中由于天线单元波束宽度有限带来的阵列增益下降,采用折叠地板的方式展宽天线单元半功率波束宽度;同时,为了降低互耦引起的天线单元方向图畸变,在宽波束设计基础上探索了降低天线互耦的方法,使得真实阵列方向图尽可能地满足方向图乘积定理,从而实现宽角、高增益扫描的目的。经一维线阵的仿真和测试,设计了一种能扫描到±70°且增益变化不大的宽角扫描阵列。设计的天线还能作为一种典型的天线单元,应用于5G等民用消费电子场景。     

抗干扰阵列天线的小型化及波束形成技术分析

在抗干扰阵列天线小型化的基础上,提出了一种波束形成的新技术．在实际设计中,通过减小阵列天线单元之间的间距实现了阵列天线的小型化;编制高频结构仿真VBScript脚本程序来提取阵元的有源方向图和有源阻抗数据;在Matlab中编写了基于差分进化算法的优化设计程序;通过Matlab来调用高频结构仿真进行全波仿真分析,得出最优的阵元加权因子以实现抗干扰阵列天线的波束零陷．研究结果表明,该技术能够非常精准地在干扰方向(30°,10°)上形成零陷,且零陷深度提高了32dB．     

一种空间相关信道收发联合自适应MIMO传输方法

在IEEE 802.11n簇信道模型下,以均匀线阵、均匀圆阵和星形阵形成的复合天线结构为基础,考虑空分复用和波束形成两种传输机制,设计一种自适应MIMO传输方法．由移动台和基站综合利用瞬时信道信息和空间统计信道信息,共同完成传输方式和天线阵列形式的自适应选择．与完全基于信道统计信息的自适应方法相比,该方法能够获得更高的各态历经容量,逼近最优选择的结果．并且计算复杂度低,只需要很少的反馈开销．     

一种宽波束微带贴片天线的实验研究

介绍了一种新型的宽带宽波束相控阵天线单元.对该天线单元,分析了天线各结构参数对天线驻波特性及方向图特性的影响.用HFSS 8.0仿真软件进行了有效的优化,并加工测试了一个单元,给出了测试结果,且与仿真结果吻合较好,验证了该天线单元的宽带及宽波束特性,实测波束宽度在E面和H面都达到110°,天线驻波比小于1.5的相对带宽达到48%.     

一种波束赋形相控阵天线的分析与设计

设计了一种水平面赋形、俯仰面扫描的一维相控阵天线,天线单元采用印刷振子．为了获得低副瓣,馈电电流采用泰勒分布．为了满足0.2°扫描步进指标要求,采用虚位技术,通过4位移相器实现9位移相器功能,简化了设备,降低了成本．测试表明: 在±15°扫描范围内,半功率波束宽度小于2.3°,增益大于25dB,副瓣低于-25dB,水平赋形方向图3dB波束宽度33°,满足设计指标要求．     

一种双圆极化宽带天线及其阵列应用

该文设计了一种双圆极化宽带天线单元,并在此基础上实现了小型阵列天线。单元天线为层叠型微带天线,其辐射贴片的四周寄生了环形金属带和金属柱以拓展波束宽度。另外,为了满足双圆极化要求和拓展天线带宽,天线采用电桥进行馈电。天线单元的10 dB阻抗带宽为26.9%(1.8～2.36 GHz),3 dB轴比带宽为19.3%(1.92～2.33 GHz),方向图半功率波束宽度大于110°。对非规则的五单元面阵进行了研究。测试结果表明,该天线阵的合成增益高于11.5 dBi,±55°扫描增益高于9 dBi,仿真和实验结果一致性较高,为宽带卫星通信的应用奠定了基础。     

一种适用于MIMO系统的宽带小型化天线

研究了一种适用于MIMO系统的宽带小型化天线单元.天线采用单层介质板结构,椭圆天线槽形式,两端口采用不同馈电方式.该天线单元结构简单,厚度小,利于与移动端设备共形.天线单元的-10 dB带宽可达到570 MHz,带宽范围内两极化端口隔离度优于-25 dB.     

一种S频段卫星通信相控阵天线设计

为了解决目前卫星通信相控阵天线波束扫描角度范围较小、低仰角增益较低等问题,采用双层微带结构,加载圆形金属腔体,实现了更宽波束的S频段圆极化相控阵单元,来提高相控阵低仰角增益．然后,用24个单元按照水滴状形式排布组成相控阵阵列,以减小风阻．仿真结果表明,在收发频段内,相控阵单元的电压驻波比小于1.3,轴比小于3dB,单元在阵中的3dB波瓣宽度为120°左右; 天线阵列在扫描到仰角25°时,其增益相比天顶方向(仰角90°)下降了4dB左右．最后,加工好的天线阵列测试结果和仿真结果具有很好的一致性,波束扫描角度较宽,低仰角增益较大,满足设计要求．     

增强伪自协方差矩阵直接数据域波束合成

对各天线单元方向图相同且均为全向天线的N元均匀线阵,直接数据域波束合成中已有方法存在着孔径损失,为克服此缺陷,提出一种基于增强伪自协方差矩阵的直接数据域波束合成新方法。将天线阵扩展为一个新的实-虚2 N元均匀线阵,建立新2 N元阵列的导向向量的伪自协方差矩阵和数据向量的伪自协方差矩阵,通过阵列扩展,增加伪自协方差矩阵的秩和阵列自由度,以消除直接数据域波束合成中已有方法存在的孔径损失。仿真表明,由于新方法没有孔径损失,采用新方法合成的波束增益更高,输出信号的信噪比更大。     

基于Y型阵MIMO天线互耦效应及信道容量

针对多输入多输出(MIMO)天线阵列在阵元间距较小及平均波达角较大时信道容量会急剧下降的问题,提出了基于Y型阵列结构的MIMO接收天线模型.利用天线阵列互耦效应等效网络模型,导出Y型阵模型的信道相关性和互耦相关性的闭合表达式,阐明了其阵列互耦效应下信道相关性与无互耦相关性之间的关系.分析了入射信号的中心到达角和角度扩展分别对互耦效应下Y型阵MIMO信道容量的影响.与均匀圆型天线阵列性能比较结果表明,Y型MIMO天线阵列能充分利用其空间结构,具有稳定的信道容量,且信道容量优于均匀圆型天线阵列,能有效地改善阵列互耦效应,提高系统性能.     

圆柱共形全向微带缝隙天线阵的设计

该文设计了一种圆柱体表面共形的全向微带缝隙天线阵.该天线采用低剖面缝隙天线作为阵列单元,利于实现共形;采用H形缝隙对天线单元进行小型化设计,以实现较小间距的组阵,从而获得较好的方向图不圆度.对提出的天线进行仿真设计及优化,获得了5.35％的相对带宽,仿真增益达到4.2dBi,H面不圆度≤1.5dB.     

新型超宽带宽波束圆极化天线

简单介绍了平板圆片单极天线.提出了一种新型的组合单极天线形式,这种天线将四个圆片单极子垂直交叉放置,不仅依然能够在很宽的频带上满足反射损耗的要求,而且该天线具有较宽的波束和波束范围内有较好的圆极化性能等特点.对这种新型天线进行了分析,给出了天线的设计方法,研究了其超宽带性能,详尽讨论了天线的反射损耗、辐射方向图、轴比图,以及增益和群延时特性.分析结果验证了其在实现宽波束圆极化的同时具有良好的超宽带性能.这种新型小型化天线在无线通信、卫星通信和移动通信中具有良好的应用前景.     

小规模天线阵列波束指向校准算法研究

基于有源方向图叠加原理和杂草入侵优化算法对小规模天线阵列的波束指向进行了校准。对于小规模阵列,由于天线单元之间的互耦导致阵中每个单元的方向图各不相同,如果使用阵因子理论对其配相,阵列无法扫描到期望的波束指向。为了考虑互耦的的影响,利用有源方向图叠加原理合成整个阵列的方向图;再将杂草入侵优化算法和有源方向图叠加原理进行结合对每个单元的馈电相位进行优化。基于该混合算法,对一个7元平面阵列进行了优化,优化后的相位分布可以使该阵列扫描到期望的波束指向,解决了小规模阵列的波束指向偏差问题。     

基于不同天线阵列的移动通信系统下行波束设计

针对基于阵列天线的移动通信系统,讨论不同模型下的下行波束设计方法,并对圆天线阵列和直线天线阵列进行计算机仿真.仿真结果表明,圆天线阵较适合开关多波束设计,直线天线阵可用于下行选择性多波束设计.如果直线阵采用Chebyshev天线阵激励作为加权值幅度,则可实现下行波束优化设计,并使系统复杂度降低.     

一种临近空间MIMO雷达空时自适应处理方法

鉴于MIMO雷达多信号问正交性和天线阵列结构影响其动目标检测性能,提出了基于遗传算法优化提高自相关峰值并降低互相关峰值方法,从而实现了多信号间良好正交性,基本抑制了盲速的影响．基于得到最大连续孔径思想,给出了一种阵列结构,在不显著增加天线阵列长度奈件下,与正交信号结合,实现了MIMO空时自适应处理（STAP）．仿真实验表明,基于正交信号和收发阵列设计,MIMO STAP可实现良好动目标检测性能．     

对数周期天线阵的一种盲波束形成算法研究

对水平极化对数周期圆形天线阵中单元天线的方向图与相位特性进行了分析,指出阵列流形失配是导致传统波束形成算法性能下降甚至失效的主要原因.对此,结合最小二乘恒模算法（LSCMA）和对角加载技术（DL）的优点,给出了一种基于对角加载的最小二乘恒模算法.仿真结果表明该算法对阵列流形失配具有较强的鲁棒性,并在低信噪比下具有较好的合成性能.     

基于自适应算法的三维波束赋形技术

为了针对每个移动终端进行动态的三维波束赋形,使三维波束主瓣对准期望用户并且在干扰用户方向形成零陷,构建了均匀平面阵的二维阵列信号模型,研究了基于最小均方误差算法的全局自适应算法,并在此基础上提出了基于降维的局部自适应算法. 2种自适应三维波束赋形算法可以动态地调整阵列单元的权值,自适应地改变天线阵列的方向图,为用户提供实时的跟踪服务. 仿真结果表明,在一定数量的阵列天线单元的条件下,2种算法均可以实现针对期望用户的自适应三维波束赋形.