非线性有源天线阵波束扫描技术研究

三种耦合振荡器阵列可用于非线性有源天线的波束扫描:注入锁相振荡器阵列、双边耦合振荡器阵列和耦合锁相环阵列.首先对这三种类型阵列的非线性微分方程进行了分析,在实验基础上研究了这三种拓扑结构存在的问题,针对其中的缺陷提出了一种新型串行单边耦合的有源集成天线阵列,实验表明该阵列锁相带宽宽、相噪低,可用于无移相器的波束扫描.     

一种菱形结构二维耦合振荡器阵列的设计与同步实验

研究了菱形结构二维耦合振荡器阵列的相位动力学方程,对4×4阵列稳定过程进行了仿真研究,设计并制作了4×4单元耦合振荡器阵列及阵列相位差测量系统,实现了16单元耦合振荡器阵列的全局同步。     

约瑟夫森阵列振荡器的相位锁定分析

系统地研究了超导亚毫米波阵列振荡器的相位锁定问题。为使超导振荡器达到高工作频率、窄线宽和高稳定的性能，约瑟夫森结与结之间的相位必须相互锁定。相位锁定可以通过结与结之间的耦合电路得以实现。通过对振荡器的各种耦合电路的比较表明，蝴蝶领结天线结构是一个比较适合约瑟夫森振荡器相位锁定的耦合电路。本文提出了一种超导亚毫米波阵列振荡器模型并对其进行了模拟计算与分析，仿真得出了振荡器各项参数值，并给出了相位锁定的条件。     

三角形耦合本振阵列天线波达方向估计

提出以对称三角形耦合振荡器阵列为本振阵列,分析了耦合本振振荡器的相位控制原理,给出耦合本振阵列相位控制方法,推导了耦合本振阵列锁相同步时,形成均匀的线性相位分布,且阵元间的相移只与边界上振荡器的振荡频率有关。利用耦合本振阵列形成均匀相位分布的这一属性,调整耦合本振阵列边界上的振荡器振荡频率,改变耦合本振相邻阵元的相移,实现波达方向估计。同时对三角形耦合阵列的稳定过程、波达方向估计进行了计算机仿真,验证了理论分析结果。     

二维矩形耦合本振阵列的波达方向估计

提出以矩形耦合振荡器阵列为本振阵列,分析了矩形耦合本振阵列的相位控制原理及方法,推导了耦合本振阵列稳定锁相同步时,本振阵列阵元间形成均匀的相位分布,且等相位差只与边界上振荡器的自由振荡频率有关。利用耦合本振阵列阵元间等相位差的这一属性,调节耦合本振阵列边界上的振荡器自由振荡频率,改变耦合本振相邻阵元的等相位差,实现波达方向估计。文中对波达估计算法进行了计算机仿真,验证了其理论分析结果,为注频锁相耦合振荡器阵列应用于天线接收技术提供有力的理论基础。     

一种赋形阵列天线的优化设计

给出一种S 波段波束赋形阵列天线的优化设计过程,由带状耦合结构的印刷阵子天线并排组成16 元直线阵列。为使天线的辐射波束达到给定方向图的主瓣和副瓣要求,采用联合应用DFP 和BFGS 公式的变度量优化算法,对阵列天线各单元的馈电幅度和相位同时进行优化,并考虑阵列中各单元之间的互耦对阵列的影响,通过全波电磁仿真软件HFSS 进行了验证,所得的方向图与理论计算十分吻合。根据仿真优化的结果,制作了天线阵实物并进行了测试,得到的测试结果与仿真结果一致。     

基于耦合振荡器阵列的非线性有源天线阵

利用耦合振荡器阵列实现有源集成天线阵电扫描,可以实现相控阵天线高效率、低成本、小型化。文中利用Y-参数对利用任意耦合网络实现的耦合振荡器阵列进行了分析,得到了系统幅度及相位非线性动力系统的微分方程组,然后针对利用耦合振荡器阵列实现非线性有源天线阵列这一实际应用,提出了一种不用移相器实现有源天线阵列波束扫描的方法,并进行了稳定性分析。最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性。     

矩形耦合本振阵列接收波束形成

分析了耦合振荡器阵列的波束接收原理,以二维矩形耦合振荡器阵列为本振阵列,推导了产生均匀平面相位分布的控制方法,确定了波束形成的相位加权矢量,并通过仿真验证理论分析结果,为耦合振荡器阵列在天线接收技术的应用提供理论参考.     

耦合本振阵列的旁瓣抑制技术研究

论文以耦合振荡器阵列作为本振阵列,提出天线阵列接收波束具有旁瓣抑制的扩展结构,推导了其接收波束形成的方向图函数,分析了该接收波束旁瓣抑制技术的可行性,并通过计算机仿真验证了旁瓣抑制技术的理论分析结果,为耦合振荡器阵列在接收技术上的应用提供了理论基础。     

基于耦合本振阵列的旁瓣抑制技术研究

以耦合振荡器阵列作为本振阵列,提出具有旁瓣抑制的接收波束天线阵列扩展结构,推导了其接收波束形成的方向图函数,分析了该接收波束旁瓣抑制技术的可行性,并通过计算机仿真验证了旁瓣抑制技术的理论分析结果,为耦合振荡器阵列应用于天线接收的干扰抑制技术提供了理论基础。     

有源天线阵波束电扫描新技术

研究了利用互注频锁相技术实现的低成本、高集成度、高效率的新型非线性有源天线阵列,给出了耦合振荡器阵列的幅度及相位动力系统满足的微分方程组,然后针对控制非线性有源天线阵列波束扫描这一实际应用,找到了可以实现有源天线阵列波束扫描的相位动力系统的轨道及振荡器自由振荡频率需满足的条件,并对轨道的稳定性进行了分析,提出了一种不用移相器实现非线性有源天线阵列波束电扫描的方法,最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性.     

光控微波及其在相控阵天线系统中的应用

本文讨论了光注入锁定技术的发展，给出了光控锁相技术对ＦＥＴ振荡器讯号频率和相位进行独立控制的方法，还给出了光控微波相移器的原理，由引获得新颖的光控相控阵天线波束成形与控制技术及具体的设计结构。     

采用非线性最小二乘法实现圆环天线阵的方向图综合

为使阵列天线获得圆对称方向图,通常采用环阵的排列方式。本文研究了圆环阵列天线的特殊方向图综合方法,文中采用非线性最小二乘法对影响天线方向图的诸多参数,如单元的幅度和相位、单元间距以及单元在阵中的位置进行了优化设计,使阵列方向图在最小二乘意义上逼近预先给定的理想方向图。仿真结果表明该方法可行、有效。     

双频阵列天线方向图的非线性最小二乘法综合

研究了一种20GHz和30GHz双频六角形阵列天线方向图的综合方法.采用了非线性最小二乘法对影响天线方向图的诸多参数,如单元的幅度和相位、单元间距以及单元在阵中的位置进行了优化设计,以使双频阵列方向图在最小二乘意义上逼近预先给定的理想方向图.仿真结果表明该方法可行、有效.     

Analysis of injection-locked antenna array including mutual coupling effects

In this paper, the injection locking performance analysis of dipole antenna array with each element loaded with a two-terminal oscillator is presented. The analysis is based on the nonlinear model of oscillator and the linear model of antenna array considering mutual coupling effects. The locking range of injection signal and the array radiated power are obtained by solving an equivalent multiport network. In general, the solutions include stable and unstable solutions. The Routh-Hurwitz stability criterion is then applied to remove the unstable solutions. Numerical results show that the array performance such as frequency locking range and radiated power by taking into account the array mutual coupling effects is quite different from that of an isolated antenna element. In addition, the influence of antenna element spacing upon array locking parameters in this paper is found to be consistent with other existing theories.     

采用非线性最小二乘法实现双频圆形天线阵的方向图综合

研究了20GHz和30GHz双频段圆环阵列天线的方向图综合方法。采用了非线性最小二乘法对影响天线方向图的诸多参数，如单元的幅度和相位、单元间距以及单元在阵中的位置进行优化设计，以使双频段阵列方向图在最小二乘意义上逼近预先给定的理想方向图。仿真结果表明该方法可行、有效。     

基于DDS的有源相控阵天线

有源相控阵天线不仅能提高通信系统的性能,而且还能扩充其功能,所以在通信领域的应用越来越广泛.本文介绍一种没有高频移相器的8单元有源相控阵天线系统,它由平面天线阵、数字T/R组件、接收DBF和系统控制分析软件等组成.其基本原理是在发射模式下,利用直接数字合成(DDS)代替传统的高频移相器和衰减器.由于DDS的工作频率比较低,需要通过上变频到系统所需要的工作频率(2.0GHz).在发射模式下,通过控制DDS完成发射波束形成所必需的幅度、相位加权和上变频所必需的本振信号;在接收模式下,则利用DDS技术产生接收信号下变频所必需的本振信号,然后采用DBF技术形成接收波束.文中详细介绍了基于DDS的有源相控阵天线的实现方法和实验结果.通过8单元基于DDS的有源相控阵天线系统的研究,证实了DDS技术在相控阵天线中应用的显著优点和相控阵天线在通信领域具有潜在应用市场.     

雷达导引头天线技术发展趋势探讨

基于现代雷达技术的发展和应用,详细分析了雷达导引头天线技术的发展趋势。由于雷达导引头对天线性能的特殊需求,在回顾反射面天线技术的发展过程的基础上,着重探讨了阵列天线技术,包括波导裂缝阵天线技术、有源相控阵天线技术以及共型天线阵技术在雷达导引头中的应用,从而对其发展趋势进行了探讨和分析,非线性有源天线阵技术的出现将会极大地推动导引头相控阵天线技术的发展。     

复权重天线馈电网络的发展现状

近年来,在新兴的通信技术与军事技术的驱动下,多模天线单元与非常规天线阵成为天线技术中的研究热点。这类天线包括各种新型的用到复权重馈电网络的多模天线单元、相位中心连续可移动虚拟天线阵、阵元方向图分集天线阵等等,它们都有重要的应用前景。然而复权重馈电网络的现行解决方案是在馈电网络各支路中级联移相器和可变增益放大器,通过复杂的有源电路甚至有源系统实现。已有方案存在结构复杂、成本高、功耗大等缺点。因此,研究结构简单、低成本、低功耗的无源复权重馈电网络,尤其是可电调无源复权重馈电网络,具有重要的科学意义与广泛的应用价值。文章在这方面提出了若干新的设想。