对数周期偶极子天线全空间可变相位中心

导出了直线阵列在全空间中存在可变相位中心的条件,得出了由非相似单元组成的直线阵列(如对数周期偶极子天线)不存在全空间可变相位中心,但在E面和H面独立存在各自的可变相位中心的结论.证明了对数周期偶极子天线(LPDA)在E面和H面有不同的可变相位中心.采用矩量法(MoM)分析了LPDA的E面和H面可变相位中心,计算结果表明:虽然在LPDA的主波束范围内其相位中心变化很小,可以作为"视在相位中心",但是这种"视在相位中心"仍然在E面和H面是不重合的.此外,"视在相位中心"随着频率沿着集合线移动.     

测量型阵列天线相位中心标定方法研究

为解决阵列天线相位中心标定的工程实现难题，根据视在相位中心的定义和对阵列天线的工作原理分析，提出了阵列天线相位中心的拟合递归测试方法，并在传统相位中心直接标定法的基础上，提出了单个波束的相位中心比对标定法。实验证明该方法降低了测试成本，提高了工作效率。     

幅相误差对阵列天线相位中心的影响分析

为精确预测阵列天线相位中心的特性, 研究了阵列口径的幅相误差对阵列天线相位中心的影响.对阵列天线相位中心的求解方法进行了简要论述, 得出了阵列天线相位中心的计算方法; 采用该方法对一个算例阵列进行仿真计算, 分别引入均匀分布和正态分布的幅相误差, 计算得出不同类型幅相误差造成的天线相位中心变化.分析计算结果可以得出, 幅相误差对阵列天线相位中心可造成显著影响, 并且该影响与幅相误差分布类型和误差限有关.该研究结论可用于指导高精度阵列天线的设计.     

遗传算法在阵列天线赋形波束综合中的应用

基于遗传算法，提出了一种新的阵列天线赋形波束综合方法，在阵列天线单元数，单元间距一定的情况下，对阵列天线单元馈电幅度，相位进行优化选择，使赋形波束达到设计要求，解决了遗传算法在阵列天线赋形波束应用时的关键技术和实现方法，进行了实验例证，获得了优良的赋形波束形状，显示了遗传算法在天线设计中的广泛应用前景。     

阵列部分单元相位加权波瓣综合

从自适应信号处理的角度出发,描述了阵列天线部分单元仅相位加权波瓣综合方法,并通过计算实例验证了该方法的正确性。该方法可用在天线波瓣图中设置宽凹口以对付宽带宽角干扰,亦可用于机载雷达天线不对称波瓣赋形以抑制地海杂波等。部分单元相位加权波瓣综合方法比满阵单元相位加权波瓣综合方法更具有实现性和灵活性。     

利用超表面天线阵列产生太赫兹涡旋光束

为了研究1阶和2阶模式下的非连续性相位L型天线的超表面阵列特性,采用异常透射的散射场理论,设计了一种L型天线结构,控制天线的几何参量,选取阵列单元组,使得其覆盖相位超过2π。并根据不同的拓扑荷,设计1阶和2阶涡旋相位板,产生不同阶数涡旋光束。结果表明,用太赫兹线偏光垂直入射时,天线单元垂直偏振透射方向的模拟仿真效率达到55%左右;相位覆盖0~2π和0~4π时,其线性阵列的异常透射角不同,分别为-14.7°和-30°,其结果与广义斯涅耳定理一致。此研究对太赫兹涡旋光束的器件研究有重要的应用价值。     

一种基于RFID标签阵列的室内定位方法

针对基于天线阵列测角的射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)定位系统成本高、无法估计目标姿态的问题,提出了一种基于标签阵列的姿态检索的定位算法。首先,分析了天线方向角、标签阵列姿态角和标签阵列信号到达角之间的关系,建立了标签阵列姿态检索的定位模型;其次,对标签阵列中相位误差来源进行了分析,利用标签间的相位差对标签阵列信号进行重构,降低了读写器收发电路、标签电路及多径效应引入的相位误差对定位精度的影响;同时,分析了标签阵列中的互耦效应对相位的影响,提出了互耦效应相位校正方法,提升了标签阵列的测角精度;最后,提出了一种标签阵列姿态估计算法,使用多个天线的方向角实现对标签阵列姿态角估计和定位。实验结果表明,系统在室内环境下平均定位误差为0.2 m,标签阵列的姿态角估计平均误差为4.35°。     

移相器量化误差对相控阵天线相位中心的影响分析

为精确预测相控阵天线相位中心的特性,研究了数字移相器相位量化误差对相控阵天线相位中心的影响.对计算相控阵天线相位中心的方法进行了论述,得出了根据远场相位分布精确计算天线阵相位中心的方法;采用该方法对一算例阵列进行计算仿真,算例阵列采用5位数字移相器,计算得出不同扫描角下天线相位中心的变化.计算结果表明:数字移相器量化误差对相控阵天线相位中心可造成显著影响,该影响与移相器位数和扫描角均有关.研究结论可用于指导高精度相控阵天线的设计.     

耦合激励系数及对称振子阵列天线的有源方向图研究

为了深入探讨相控阵天线单元间的耦合对阵中单元方向图的影响,以阵列天线单元S参数为基础,给出了阵列天线单元的耦合激励系数计算公式,利用阵列天线单元间的耦合激励系数分析计算阵中单元的有源辐射方向图. 同时利用矩量法分析由偶极子单元组成的阵列,并把阵列中每个单元的感应电流幅度和相位与耦合激励系数的幅度和相位进行比较,二者数据基本一致. 矩量法计算的单元有源方向图与本文提出方法的计算结果吻合良好,验证了本文给出的阵列耦合激励系数及阵列天线阵中单元有源方向图计算方法的可靠性.     

多组阵列天线相位校准方法

提出了利用多次幅度测量实现多组阵列天线相位校准的方法,解决了多组阵列在天线辐射方向需要同相位合成的难题,保证了多组阵列实现高效率合成。介绍了校准方法的工作原理,给出了多组阵列天线进行相位校准的工作过程。对校准前后的天线测试结果进行对比分析,得出校准精度符合工程设计要求,且无需调试,易于实现远场自动校准,适用于多组阵列天线研制过程中的相位校准工作。     

可变相位中心天线阵校准技术

某类型可变相位中心天线的相位中心随频率和入射方位变化,而且受到天线阵架设环境的影响。因此需要在理想计算相位中心的基础上,在现场发射测试信号来修正各种误差引起的相位中心变化。提出一种现场校准方法,设计了校准天线的架设方法,推导出由测向基线相位差计算天线单元相位中心与阵中心距离的方程。仿真表明,天线单元相位中心经过校准后,空间谱测向算法的空间分辨力有明显提高。     

稀疏阵时分多相位中心孔径综合及其应用

为了降低机载三维成像雷达系统的复杂度,该文研究了基于稀疏阵三维成像雷达系统中的重要问题。提出了稀疏阵时分多相位中心孔径综合方法,通过运动补偿,该方法使综合后的相位中心数量和分布情况和满阵天线的相同,从而避免了稀疏阵旁瓣较高的问题;利用模拟退火算法对阵列进行了优化,以使实际使用的阵元最少;由于交轨阵列尺寸远小于场景宽度,系统采用了子孔径三维成像算法。实例分析和仿真结果表明了该方法的有效性。     

数字多波束天线精密测距精度分析

针对数字多波束天线在精密测距应用中所遇到的多通道信号合成处理问题,分析了单元天线相位中心、阵列天线相位中心、通道间时延不一致性和天线孔径渡越时延对测距精度的影响,给出了通道间时延偏差与合成波束测距结果之间的关系,并进行了试验验证。研究表明:在一定范围内,各通道的时延偏差在波束形成输出端体现为统计平均效果,合成波束的整体测距误差会因统计平均效果而得到改善,合成波束测距误差也可以由通道时延的偏差来估计。     

天线阵元相位中心的一种测量方法

分析天线阵元相位差与其相位中心的数学关系,建立了阵元相位中心的目标函数模型。基于实际的天线阵列测试系统对对数周期天线阵元相位中心进行测量,并利用最小二乘法求出阵元实际相位中心。分析比较了实测与理论的相位中心差异,结果表明:在大部分工作频率上实测结果与理论计算结果较一致,但在高频实测相位中心比理论相位中心更靠近馈电点;实际测量的相位中心能够有效地表征各阵元间实际相位关系。     

相位中心偏差对机载阵列天线下视3D-SAR成像影响分析

阵列下视3D-SAR采用阵列天线实现3维分辨成像,阵列天线包含的大量阵元天线不可避免地会存在相位中心偏差,这会在回波信号中引入相位误差,影响阵列下视3D-SAR 3维成像。该文首先建立了相位中心偏差分析模型,然后在此基础上采用随机过程正交展开法,基于标准勒让德正交基将相位中心偏差带来的回波相位误差展开为正交多项式,分析了其对图像主副瓣性能及对比度的影响,并给出了统计规律上的积分旁瓣比与相位中心偏差方差的关系。最后通过仿真结果验证了理论分析的有效性。     

阵列天线相位中心的测量方法研究

提出了一种测量阵列天线相位中心的方法。首先,根据阵列天线的基本原理,推导出了阵列天线相位方向图与相位中心偏移量的关系式;再结合相位中心的定义和实际测量的步骤,运用最小二乘法及其矩阵解形式计算出了相位中心的精确值;最后对提出的测量方法进行了模拟实验验证。实验证明,该测量方法可以精确地计算出相位中心的位置,并发现计算结果与测量时的读数精度有很大关系。当读数精度达到百分位时,校准误差仅为0.168%。     

对数周期偶极子天线的可变相位中心

导出了直线阵列存在相位中心的条件,为了能把不存在相位中心的定向天线单元应用到干涉仪测向系统,提出了可变相位中心概念,并给出了对数周期偶极子天线可变相位中心计算实例。文中还讨论了把可变相位中心应用到干涉仪测向的方法。     

MIMO雷达等效相位中心误差分析

为便于MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 雷达在接收端相干处理多通道回波数据,该文首先基于相位中心近似来简化MIMO雷达信号模型。以产生等效相位中心误差为代价,将MIMO雷达的多收发阵列结构转化成为收发同置的单站形式。通过分析等效相位中心与收发阵元之间的几何关系,解析描述了等效相位中心误差。而后对等效相位中心误差进行了理论分析,推导出一些与误差校正有关的基本性质。针对收发阵元间距的不同取值范围,设计了相应的等效相位中心误差校正表示式。最后利用数值仿真实验完成了等效相位中心误差分析有效性的定量评估。     

相位加权阵列天线的互耦分析及补偿

采用分段正弦基函数Galerk in法计算了阵列天线的阻抗矩阵,利用互耦阻抗方程分析了相位加权阵列的幅相恶化程度,且用矩量法分析了互耦对两种相对加权阵列天线性能的影响。提出了一种互耦补偿的方法即网络分析法,仿真结果表明了这种补偿方法的正确性和有效性。