相控阵天线的互耦和近场校准

本文在分析相控阵天线近场特性的基础上,根据信号子空间的基本理论,结合模拟退火算法,提出了一种利用近场辅助源估计相控阵天线互耦系数的方法.大量的计算机仿真结果表明,本方法使用校准源少,校准源到天线阵距离近,算法稳健,即使在雷达工作、并且存在其它未知信号时,也能准确估计出天线阵的互耦系数.     

相控阵天线的互耦和近场校准

本文在分析相控阵天线近场特性的基础上,根据信号子空间的基本理论,结合模拟退火算法,提出了一种利用近场辅助源估计相控阵天线互耦系数的方法.大量的计算机仿真结果表明,本方法使用校准源少,校准源到天线阵距离近,算法稳健,即使在雷达工作、并且存在其它未知信号时,也能准确估计出天线阵的互耦系数.     

微带有源相控阵互耦效应及校准方法研究

研究了小型微带有源相控阵天线中的互耦效应及其校准问题。分析了阵元间互耦对微带阵列天线阻抗特性和辐射特性的影响,对散射矩阵法在互耦校准中的适用性进行了分析,提出了基于有源方向图的互耦校准方法。仿真分析结果表明,对于强互耦情况下小型微带有源相控阵的校准,散射矩阵法存在较大的误差,而有源方向图法更加有效。     

有源相控阵天线的近场校准

为实现对相控阵天线的校准,降低幅相误差和阵元失效对天线性能的影响,提出了一种考虑互耦效应的近场校准方法。在利用近场扫描法完成逐一通道校准的基础上,使用旋转矢量法进行二次校准。在应用旋转矢量法（ REV)时,为使被测信号的变化明显,将大规模相控阵天线分为中间、边缘区域进行分区校准。通过二次校准可判定阵元是否失效,提高相控阵天线的幅相一致性;通过分区校准减小阵元间互耦的影响,缩短校准时间。仿真结果表明：此方法用于大型相控阵的校准具有较高的准确性,可改善校准结果。     

平面近场诊断在相控阵天线通道幅相性能测试中的应用

传统的平面近场诊断在通道测试时由于互耦,得到的检测值为所有通道叠加的结果,不利于单个通道信息的提取。为了去除互耦,提出了矢量旋转和近场口面诊断相结合的方法,理论上能实现对相控天线单个单元的幅度相位的检测。对该方法进行误差分析,得到了各个误差源对该方法的影响大小。通过实验验证,证明了该方法有效地减小了互耦影响,能提取单个通道的近场、远场信息,并能为相控阵天线通道校准和故障检测提供有效的手段。     

相控阵天线近场幅相校准

介绍了一种相控阵天线近场幅相校准的新方法,它不仅能校准相控阵的通道幅相差异还能对互耦进行校准.并且这种校准方法具有设备量小,稳定可靠的优点,具有广泛的工程适用性.     

大型有源相控阵校准的MCM法及其误差分析

文献[1，2]对相控阵天线校准采用互耦测量的方法进行了讨论。本文对此方法进行了推广、并提出了一种用互耦法进行大型有源相控阵校准的新方法──MCM法[3，4]。在整个监测校准过程中，校准测量与各有源通道收／发监测信号幅相大小无关。本文进一步对MCM法的测量误差进行了研究，同时给出了MCM法和近场实测结果，并进行了比较。理论分析和实验结果表明，该方法在工程应用中具有较大的实用价值。     

毫米波阵列近场校准技术

毫米波阵列天线由于其阵元间距小,装配和生产过程带来的误差对通道的初始幅相带来较大的影响,因此必须对其进行校准。介绍了一种基于Phase toggle算法的近场校准方法,该方法不仅能够提高相控阵天线通道间幅相一致性,同时也能减少阵元间互耦的影响。试验结果表明,该校准方法稳定可靠,可有效地实现毫米波阵面的校准,具有广泛的工程适用性。     

HF雷达阵列信道幅相特性的一种估计方法

使用空间谱估计中的多信号分类（MUSIC）算法探测信号到达角，阵列天线互耦系数和信道相位精度直接影响到达角的精度和分辨率，对相控阵雷达无须远/近场辅助信号源估计多个信道幅相值的方法进行了研究。并将此方法用于浙江舟山高频地波相控阵雷达系统，首先对阵列天线互耦系九进行测量估计，然后对系统的信道幅相值进行了实测估计和补偿，证明使用的方法是正确的。     

考虑互耦的平面相控阵天线波束形成

针对互耦会影响天线方向图的问题,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时平面相控阵天线阵元的电流分布,仿真实现了阵元互耦对相控阵天线波束形成的影响效果,然后用软件补偿的方法补偿互耦所造成的影响,从而完成了相控阵天线波束形成的综合.     

基于近场测试的相控阵天线自动化校准 与阵面监测方法

相控阵天线装配好之后,由于各组成部件机械加工误差、装配误差、部件老化更换和环境温度改变等因素,各 单元通道的初始幅相产生差异,因此必须对天线的所有系统进行校准。本文针对小型化相控阵平台,通过硬连接将相控 阵天线的波控系统与测试设备相结合,提出一种简便的自动化近场逐点校准方法。同时,本文还提出一种简单的外监测 方法。当相控阵天线工作期间,可对阵面的幅相分布进行监测。可在相控阵天线工作期间,对近场幅相校准数据进行修 正,达到阵面自身校准的目的。经对一个16阵元的相控阵天线进行实验测量可知,该自动化校准与阵面自身校准方法可 以准确、快捷测试出天线阵面的幅相分布。非常适合一维、二维相控阵天线,尤其是小型化相控阵天线的幅相校准与监 测。     

阵列互耦的近场校准方法

本文提出一种适用于均匀线阵和均匀圆阵的互耦校准方法。该方法只需用一个位于近场的已知源即能实现有效校准，并对该方法进行了仿真验证。     

阵列天线散射条件下的互耦校正

当阵列存在近场散射源时,互耦效应的分析和校正更加繁杂,这就导致了阵列互耦矩阵的参数化建模需要做进一步的扩展,使得互耦矩阵不再为方阵。然而现有的参数化互耦校正方法均假设互耦矩阵是一个具有特殊数学结构的方阵,对非方阵的互耦矩阵模型不适用。本文通过引入少量远离阵列且相互间隔较远的辅助阵元（互耦效应可以忽略）和方向未知的校正信源,提出了一种阵列天线散射条件下的互耦校正的参数估计算法。首先,推导了扩展后的非方阵互耦矩阵系数与方位依赖的幅相误差的等价关系;然后,对每次单源实验,得到校正源方位和各阵元方位依赖的幅相误差的联合估计,建立估计的幅相误差以非方阵互耦系数为参数的方程;最后,将多次单源校正得到的方程进行整合构建方程组,利用Tikhonov正则化方法求解不适定方程组实现互耦系数的有效估计,进而对阵列互耦进行校正。计算机仿真实验结果表明所提算法可以很好地解决阵列天线散射条件下的互耦校正问题,从而验证了算法的有效性。      

考虑互耦的相控阵面天线波束形成

本文从实现相控阵面天线低副瓣性能的角度出发,针对在实际的相控阵天线设计中由于阵列天线单元间的互耦效应,用理想的电流分布作为激励往往达不到所期望的副瓣电平要求这一缺陷,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时相控阵面天线阵元的电流分布,作出归一化电流幅度分布图,仿真实现了阵元互耦对相控阵面天线波束形成的影响效果,接下来用软件的方式补偿互耦所造成的影响,给出补偿的具体步骤,从而完成了相控阵天线波束形成的综合.     

低互耦星载相控阵天线设计

介绍了一款工作于Ku频段的低互耦星载相控阵天线的设计方法, 采用在阵列单元周围加载金属腔体的方式降低阵列单元之间的互耦效应, 从而改善相控阵天线的方向图扫描特性.针对相控阵天线在二维±60°范围内低副瓣波束扫描的特点, 对5×5子阵和16×16阵列进行了研究, 验证了阵列的互耦降低方法的有效性和电性能.研究结果表明:相控阵单元间互耦小于-16 dB, 而相控阵单元在15.1~16.8 GHz电压驻波比小于2, 相对带宽11%;在频率为f₀±500 MHz范围内, E面3 dB波束宽度大于98°, 5 dB波束宽度大于113°, H面3 dB波束宽度大于113°, 5 dB波束宽度大于122°.在仿真设计的基础上, 研制了子阵天线试验样机, 测试结果与设计结果吻合良好, 证明了降低互耦方法的有效性, 天线单元方向图满足在±60°范围内波束扫描的要求, 可应用于相控阵雷达系统.     

一种基于孤立源的近场互耦校准方法

本文提出一种适用于均匀线阵的互耦校准方法。该方法只需用一个位于近场的已知源即能实现有效校准,并可推广应用于均匀圆阵。同时,文中还讨论了校准源的位置误差对校准的影响,并分析了校准源应选取的最佳方位。最后,对新方法进行了仿真验证。     

基于小型阵列试验的相控阵单元互耦特性研究

相控阵天线辐射单元的互耦特性对天线整体性能有着重要影响,而互耦与具体单元形式相关,因此模型复杂, 难以精确计算和预测。在阵元的小型阵列试验过程中,采用互耦测试的方法,对准八木振子、微带贴片、Vivaldi 单元 等几种典型宽带相控阵单元的互耦特性进行了实验研究,结果表明互耦对不同类型的单元影响大不相同,对单元特性 不仅有传统认为的负面作用,还可能有改善性能的作用,分析结果可供相控阵天线设计时参考;同时,利用测试数据 分析了小型试验阵列的规模对结果的影响,提出了小型阵列的规模依据。     

超低副瓣相控阵天线设计中的几个问题

本文论述了超低副瓣相控阵天线的设计方法，它涉及诸多因素，这里主要研究诸如阵列单元互耦，单元与馈电系统之间的传输变换段，阵列激励与位置误差，以及单元通道校准问题。     

一种基于弧立源的近场互耦校准方法

本文提出一种适用于均匀线阵的互耦校准方法。该方法中需用一个位于近场的已知源即能实现有效校准，并可推广应用于均匀圆阵。同时，文中还讨论了校准源的位置误差对校准的影响，并分析校准源应选取的最佳方位。最后，对新方法进行仿真验证。     

一种一维相扫数字阵列快速校准方法研究北大核心CSCD

在相控阵天线校准中,常用的平面近场校准方法需要专用的测试场地和设备,效率不高;而“中场法”仅需要在阵面前方不远的距离上放置测试天线,利用相控阵单元可单通道控制的特点,实现快速和高精度校准。“中场法”对场地要求不高,因而获得广泛应用。该方法使用条件是:测试天线相对阵面中心的距离不满足远场条件,但测试天线和阵中单元的距离须满足远场条件。在一些大型的两维阵列,方位面为无源行馈天线,仅在俯仰面电扫,若满足行馈天线的远场条件,则需要较远的距离。文章研究了一维相扫的平面阵的快速校准方法,分析了校准误差分布,并通过远场波瓣验证了该方法的有效性。该方法进一步拓展了“中场法”在相控阵天线校准中的应用。