分布计算在机载天线辐射特性仿真分析中的应用

一致性几何绕射理论（UTD）结合优化算法分析机载天线的辐射特性,编写了Matlab下的远场方向图计算仿真程序。利用分布式计算引擎DCE及分布式计算工具包DCT,结合计算机网络进行分布式并行程序设计,提高了运行速度,形成了机载天线远场方向图仿真软件。得到了令人满意的远场方向图仿真结果,证明分布式并行程序设计可以应用于大型系统的计算仿真中,并对机载天线辐射特性进行了分析。     

天线-罩系统辐射特性的快速仿真

口径积分-表面积分法是带罩天线远场电性能数值仿真的常用方法,针对该法分析电中大尺寸天线-罩系统远场电性能计算效率过低的问题,提出了基于等效源区域分解的并行口径积分-表面积分算法。开发并在集群系统中实测了基于消息传递并行编程环境(MPI)的并行程序,作为应用计算了某弹载天线-罩系统远场辐射特性。仿真结果表明该并行算法的高效性和准确性。     

反射面表面与馈源误差对天线方向图的影响

针对反射面天线误差信息对电性能影响的问题,提出了包含馈源相位中心和反射面表面的误差信息对反射面天线远场方向图影响的数学模型。该模型根据馈源相位中心误差和反射面表面误差引起天线口径面场分布的改变,利用口径场积分方法得到反射面天线辐射场的变化。然后,用所建立的模型对8 m口径的抛物面天线进行了数值计算,将天线在实际工况下的反射面表面误差与馈源相位中心误差一同引入模型中,分析了反射面天线误差信息对增益和副瓣电平影响,得到了相关数据和曲线,可为反射面天线的误差分析提供参考。     

基于重构信道的组分层空时系统接收天线选择

针对采用排序的串行干扰消除检测的组分层空时系统,提出了基于重构信道QR分解的接收天线选择算法,该算法用子信道Frobenius范数排序代替Moore-Penrose伪逆行范数排序得到置换矩阵,降低了计算复杂度.并给出了基于重构信道的快速算法,该算法比常规信道快速算法具有显著的性能提升.仿真分析表明,该算法在中断容量上与最大容量算法接近,重构信道QR分解算法与基于伪逆排序方法性能相近,重构快速算法性能稍有下降,但复杂度更低.     

等离子天线重构特性数值计算

针对等离子天线重构特性进行研究,将Boltzmann方程与Maxwell方程相结合,建立了等离子体与电磁波相互作用模型,应用时域有限差分法对模型进行了数值计算,仿真验证了模型的正确性。在此基础上,在二维柱坐标系下建立了同轴线馈电等离子天线重构模型,数值计算了等离子天线近场方向图,仿真分析了等离子体状态参数对远场方向图及等离天线阻抗特性的影响。研究结果表明,随着等离子体状态参数的改变,等离子天线的辐射特性也随之发生改变,具有一定的重构特性。     

近场口径场变换的MoM-PWS方法

提出了近场诊断测量中实现近场 -口径场变换的MoM PWS方法。该方法基于矩量法和平面波谱理论 ,通过特殊的矩阵方程将被测天线口径场与由近远场变换获得的远场方向图联系起来 ,采用FFT技术和空间域的Fourier重构法求解口径场的幅相分布 ,从而能够修正探头的效应 ,避免了忽略衰减波对口径诊断精度的影响。通过数值模拟和诊断实验 ,说明了MoM PWS方法的正确性、有效性和工程实用性     

小波技术在时域有限差分法中的应用

在时域有限差分法(FDTD)中利用小波变换技术进行数据压缩,提高了计算效率,同时节省计算存储空间。利用小波分解对惠更斯表面的时域切向场分布进行分解,存储经过阈值量化后的小波系数达到压缩编码的目的。在FDTD近场计算结束后,利用小波重构所得到的惠更斯表面的时域切向场分布进行近—远场变换计算散射场。结合小波变换的FDTD法计算缝隙金属平板的散射场的数值实验结果说明该方法的有效性。     

基于压缩感知和递归最小二乘的IR-UWB信道估计算法

为了减轻脉冲无线超宽带(impulse radio ultra-wide band, IR-UWB)接收机高采样频率的负担,提出了基于压缩感知和递归最小二乘的低采样率信道估计算法。该算法先令接收到的训练符号通过随机滤波器,并对其欠采样,对采样到的信号进行递归最小二乘计算,最后利用压缩感知重构算法得到信道参数的估计值。提出的算法能够在低采样率的情况下对IR-UWB信道参数进行有效估计。该算法一方面降低了接收机对于模数转换器的要求;另一方面,低采样率产生较小的数据量,从而降低了估计算法的计算量。     

基于远场的反射面天线馈源位姿调整方法

反射面天线馈源位置和姿态的调整依赖于工程经验,本文提出一种从远场反推馈源位姿调整量的方法。基于口径场法,将馈源位姿误差对天线远场的影响关系式进行一阶泰勒级数展开,显式表达出远场对位姿误差的敏度,进而将位姿误差与远场用超定线性方程组联系起来,通过测量远场,基于奇异值分解法可近似反推出馈源位姿调整量。针对某4 m反射面天线,探讨了该方法的适用范围,仿真案例表明,一次或两次反推与调整即可有效改善天线电性能,为反射面天线馈源的精确安装及调整提供理论指导。     

计算Sommerfeld型积分远场近似的新方法

快速准确地计算分层导电媒质中的偶极子产生的电磁场一直受到人们的重视。这个问题一般都涉及到Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ型积分的计算。本文介绍一种计算Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ型积分的远场近似的新方法，并给出其误差分析。采用该方法，结合复镜像理论，快速方便地得出了三层导电媒质中环天线远区场强的解析表达式，与用其它方法得到的结果完全一致。     

New theoretical analysis method for the phase center in the Fresnel region of complex structure antennas

A finite domain time difference （FDTD） and second-derivative combined method is proposed for the evaluation of phase center in the Fresnel region of complex structure millimeter antennas. This method adopts FDTD＇s near to far field transformation to obtain the fields in Fresnel region and then applies the second-derivative method to calculate the phase center. The adoption of FDTD efficiently overcomes the difficulties arising from the existing calculation methods＇ requirements for the radiation analytical formula of some complex antennas, which makes the existing second-derivative method more applicable in engineering. Also, FDTD increases the precision owing to the superposition field calculation from its extrapolation. The correctness of this proposed method is certified with typical examples and the phase center in the Fresnel region of a microwave radiometry calibration corrugate horn antenna is evaluated with the key features.     

分析反射面天线的混合方法

本文论述了运用物理光学、射线理论混合分析反射面天线的过程,确定了混合方法在计算一般反射面天线时的分界区域。同时,以天线口径分布为基础,推导出一种新的场点抽样技术,用以较精确地计算混合方法分界区的场。本文还提出一种反射面天线的精确计算方法:扩展口径面积分法(EAI)。     

On a Monopulse Ring-Focus Shaped Reflector Antenna with Arbitrary Polarization

1 .ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎａｒｉｎｇ ｆｏｃｕｓｓｈａｐｅｄｒｅｆｌｅｃｔｏｒａｎｔｅｎｎａ,ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂｒｅｆｌｅｃｔｏｒｏｎｔｈｅｆｅｅｄａｐｅｒｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｂｌｏｃｋｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｍａｉｎａｐｅｒｔｕｒｅａｒｅｉｎｈｅｒｅｎｔｌｙｖｅｒｙｓｍａｌｌ,ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｉｔｓｌｏｗＶＳＷＲ ,ｌｏｗｎｅａｒ ｂｏｒｅｓｉｇｈｔｓｉｄｅ ｌｏｂｅｓａｎｄｈｉｇｈａｐｅｒｔｕｒｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ .Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ ,ｉｔｈａｓ…     

天线球面近场测量的探针校准近远场变换

从含探针校准信息的传输方程出发 ,对天线球面扫描测量的数据进行球面近远场变换。阐述了用这种变换方法实现“近 -远”、“近 -近”、“远 -近”和“远 -远”四种场变换的措施。对矩形角锥喇叭天线球面扫描测量的数据进行了“近 -远”和“远 -近”场变换 ,变换结果与测量结果吻合较好。     

平面波激励的超宽带天线口径辐射特性研究

如何高效而又有较少拖尾的将信号辐射出去是超宽带天线的设计关键,利用FDTD方法研究了在平面波激励的情况下口径形状和激励脉冲的脉宽与辐射波形之间的关系,得出在不同口径形状的情况下口径辐射场不仅与口径形状有关还与所加激励源的极化方向有关,即口径窄边与激励源极化方向一致时,辐射场幅值最大。实验分析表明该方法的有效性。     

基于近场辐射的非接触式数字信号测试方法

为解决自动测试系统的探针寿命及测试可靠性问题,提出一种针对数字电路的非接触式测试方法。利用平板天线及电荷放大器对节点近场辐射进行探测,通过边沿判别的方法恢复原始数字信号。讨论了天线模型、节点间串扰、判决门限选取等问题。给出了硬件实现方案,通过实验验证了该方法的有效性并测试其性能。