基于遗传算法的球面阵列旁瓣电平优化方法

针对共形球面天线阵列,采用有向天线阵元,在保持阵列孔径不变的条件下,以阵元分布位置作为优化变量,以降低最大相对旁瓣电平为优化目标,运用改进的遗传算法对阵列进行稀疏优化,仿真结果表明:该方法能够降低球形阵列的旁瓣电平,达到了减少阵元个数、降低天线系统成本的目的。     

基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化方法

在推导出栅格天线阵列方向图的基础上,提出一种基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化的方法。此方法首先简化栅格天线阵物理模型,给出等效模型下的阵列方向图,然后以栅格天线阵的短边电流幅度为优化参量,以阵列天线方位面的副瓣电平为适应度函数,利用遗传算法的最优化搜索得到满足副瓣要求的电流幅度,再通过电流幅度计算辐射单元阻抗,最终设计出满足要求的低旁瓣栅格天线阵。为了验证该方法的有效性,对一种频扫微带栅格天线进行了优化,在电磁仿真软件中对优化后的天线进行了仿真,根据设计结果加工制作了原型天线并进行了测试,测试结果显示优化后天线阵的副瓣电平降低了5dB,优化效果明显。     

共形天线阵列的稀疏优化

稀布天线阵列阵元数少、造价低、方向性强,共形天线阵列不影响飞行器的空气动力学性能,而稀布共形天线阵列兼备稀布阵和共形阵的优点.采用遗传算法对半球面和锥台面两种共形天线阵列进行稀疏优化,可达到减少天线阵元数目、节约成本以及降低方向图旁瓣电平的目的.通过MATLAB仿真比较不同稀疏率下的旁瓣电平,最终实现了半球形天线阵列在...     

一种北斗多模小型化抗干扰天线阵列设计

文章设计了一种用于北斗卫星导航的多模小型化抗干扰天线阵列。阵列包括北斗RNSS B3、RDSS S双频阵列及RDSS L频点天线单元,采用叠层双馈微带天线阵元及陶瓷介质基底,有效减小了天线口径。通过仿真分析,天线阵列驻波、极化增益性能良好,能够应用于小型化高性能北斗接收设备。     

椭球共形阵列增益与等效面积关系研究

为了解各种共形阵列天线增益在空间的分布情况,从而确定共形阵列的形状。以椭球共形阵列天线为例,给出了一种使用等效投影面积来估算共形阵列天线增益分布的方法。考虑天线单元作用范围影响,推导了各个来波方向等效投影面积的数学表达式。在推导出天线单元具体位置的基础上,根据波束合成原理,通过仿真得到了各个来波方向上的增益分布。对比可见,阵列增益的仿真结果与等效面积的数值计算结果曲线形状吻合,可以直接利用等效面积公式调节椭球长短轴比来改变增益。     

一种高增益微波光子天线阵列的设计

设计了一种中心频率为20 GHz的8单元微带光子天线阵列,利用微波光子技术解决了传统微波技术在高频、宽带等方面的问题。天线单元为矩形微带贴片天线,馈电网络采用具有λ/4阻抗匹配枝节设计的多级T型等分功分器。采用光子上变频技术产生20 GHz的微波信号,光载微波信号经光纤传输后由阵列天线发射。利用三维高频结构电磁场仿真对该天线阵模型的搭建和优化进行仿真,结果表明天线阵仿真阻抗带宽为1.15 GHz,在带宽内最大增益为13.6 dBi。将天线阵列应用到微波光子系统发射端,测量结果表明,最大增益可以达到6.92 dBi。该天线阵列性能良好,可广泛应用于未来移动通信网络覆盖领域。     

稀疏共形阵列天线方向图综合

提出一种基于多任务学习的共形阵列天线稀疏优化方法.该方法在考虑单元方向图的全局旋转变换和单元极化状态差异的情况下,建立了共形阵列天线导向矢量模型,结合多任务学习框架,以均匀分布共形阵列天线同一平面上阵元的方向图作为目标任务进行学习,通过稀疏向量支撑区的识别,将欠定的阵列流形矩阵方程转换为超定的特征矩阵方程进行求解,在实现阵列方向图逼近的前提下,建立了共形阵列天线阵元激励与位置联合稀疏优化的多任务学习模型.通过分块坐标下降法对稀布共形阵列天线多任务学习模型进行求解,实现了共形阵列天线的稀疏优化布阵.理论分析与实验仿真证明,该方法能有效减少共形阵的单元数量,简化共形阵列天线结构,获得与均匀分布的共形阵列天线性能一致的天线方向图,解决了稀疏共形阵列天线方向图综合优化设计难题.     

L频段共形相控阵天线研制

为满足机载系统的需要,给出了共形相控阵天线的分析和设计过程,同时研制了一种高度仅为0.14波长的准八木天线单元。利用三维电磁仿真软件HFSS对天线单元和共形相控阵进行了仿真设计,并研制了一套L频段共形相控阵天线。该天线由天线阵面、波束形成网络和波控器等构成。天线阵面由4个天线单元组成,共形安装在机头上。经实际测试,共形相控阵天线阵面的和波束在扫描范围内增益大于10 dBi,并具有较低的副瓣电平;差波束零深小于-20 dB。     

一种低方向性的球形共形全向天线阵列设计

传统的球形共形天线阵列馈电网络复杂,每个天线单元需要单独馈电和控制相位,导致天线阵列效 率较低。文中提出了一种采用口径耦合馈电的单馈球面共形全向天线阵。为球形天线阵列设计了一个1 分30 的馈 电网络且直接集成在了阵列内部。这样可以通过一个端口给所有的天线单元馈电,从而降低了馈电的复杂度,提高 了天线效率。阵列的方向图在x-y 平面上是全向的。x-y 平面的增益变化小于1 dB,x-z 平面的半功率波瓣宽度约为 120°,实现了比传统全向更大的空间覆盖范围。天线的方向图最大增益为1 dBi。     

C 波段多波束阵列天线的研究

介绍一种通过采用基于3dB 电桥和45?固定相移器构成的4?4 的Butler 矩阵对c 波段天线阵进行激励,从而 实现四波束阵列天线覆盖90?空间的目标。在一定区域运动的物体,由于物体的运动使物体与通信目标间的角度发生了 变化。在这种情况下,采用四波束阵列天线实现空间划分,通过切换到合适的波束从而实现不间断的通信。本文对Butler 矩阵和阵列天线进行了分析,并对天线阵进行仿真。最后给出多波束阵列天线的仿真结果。     

锥体共形相控阵天线的特性分析

基于电磁场理论推导了锥体共形相控阵天线的阵因子。与平面相控阵天线相比,锥体共形相控阵天线单元间的空 间相位差既与阵元的轴向位置有关,又与阵元的周向位置有关。因此,在进行锥体共形相控阵天线设计时,除采用二维相 控阵形式外,尽量避免采用一维相扫锥体共形相控阵天线。     

箭载共形相控阵天线波控系统设计分析

为完成适用于天基测控的箭载共形相控阵天线对波束指向控制的需求,分析了箭载天线波控系统的设计要求与任务,论述了平面相控阵天线波控系统的实现方法,并根据波控系统基本原理推导出基于阵因子函数的箭载共形相控阵天线波控算法。针对运载火箭天基测控这一新需求提出了基于查表法的集中式波控设计方案,给出了系统设计方法。样机测试结果表明,该波控系统方案正确、可行,满足工程需求。     

Design of Cylindrical Conformal Millimeter-Wave Microstrip Antennas with Broad Beamwidth

This paper describes the design of a novel cylindrical millimeter-wave microstrip antenna (MA) with broad beamwidth by means of isotropic transformation (IT). A planar millimeter-wave antenna with broad beamwidth is designed first, and then IT is used to design a conformal one based on the planar structure. In addition, phased array with eight present elements has been designed as an example. Finally, numerical results are given to show that the present antenna possesses broad beamwidth and its array is of large scanning angle, which also verify the validity of the method of IT.     

双圆极化共形相控阵天线研究

设计了一种基于十字缝隙耦合双圆极化微带共形相控阵天线。首先设计了微带天线单元,分析了天线各结构参数对天线性能的影响。通过电桥向偏馈于十字缝隙上的馈线馈电,实现等幅、相差90°馈电,电桥的两个端口分别获得旋向相反的圆极化信号。然后对天线单元进行了测量,结果表明天线轴比小于3dB 的带宽为16%,驻波小于1.5 的带宽 为17%,波束宽度大于87°。最后对5×5 共形相控阵天线进行了仿真与测量,结果显示天线可以扫描60°,适合用作载体共形的卫星通信天线。     

毫米波锥面共形相控阵天线的仿真与优化*

以弹载共形相控阵雷达导引头天线为应用背景,在未考虑极化的情况下,首先推导了任意共形天线单元方向图从局部极坐标系到全局极坐标系转换的一种实用方法;然后采用凹槽加载的中心馈电方式设计了毫米波锥面共形微带天线单元,并建立锥面共形相控阵天线模型,推导了锥面共形天线阵列的导向矢量及其方向图函数;最后采用能量迭代法对15 阵元的锥面共形相控阵天线方向图进行了仿真优化,在副瓣电平约束和零点约束两种情况下,分别给出了相应最优加权矢量的求解方法,实现了对方向图波束指向、副瓣电平以及零点的控制。     

新型弹载毫米波微带天线阵的设计

本文利用CST 电磁仿真软件进行设计了一种工作于35GHz 的弹载圆柱共形2X8 微带天线阵列,其在? 50mm ×50mm 共形表面布局6 个同结构的阵列天线,采用分时工作的方式,增大了探测距离,并通过改进阵列排列形式增 加了波瓣宽度。并讨论了平面与共形、改进的阵列排列以及不同圆柱半径对共形天线阵列辐射性能的影响。     

采用近邻粒子群算法设计非规则曲面微带共形阵

采用近邻粒子群算法设计了一个安装于非规则曲面上的微带共形阵。通过测量安装于非规则曲面上的天线单元的方法，将载体对共形阵的影响计入天线设计中。采用近邻粒子群算法对单元进行了优化，根据优化结果制作了微带共形阵，给出了非规则微带共形阵的驻波曲线和远场方向图。实验结果表明，近邻粒子群算法能够有效地对复杂曲面上安装的共形阵进行设计。     

An affordable millimeter-wave beam-steerable antenna using interleaved planar subarrays

Design and fabrication aspects of an affordable planar beam steerable antenna array with a simple architecture are considered in this paper. Grouping the elements of a phased array into a number of partially overlapped subarrays and using a single phase shifter for each subarray, generally results in a considerable reduction in array size and manufacturing costs. However, overlapped subarrays require complicated corporate feed networks and array architectures that cannot be easily implemented using planar technologies. In this paper a novel feed network and array architecture for implementing a planar phased array of microstrip antennas is presented that enables the fabrication of low-sidelobe, compact, beam-steerable millimeter-wave arrays and facilitates integration of the RF front-end electronics with the antenna structure. This design uses a combination of series and parallel feeding schemes to achieve the desired array coefficients. The proposed approach is used to design a three-state switched-beam phased array with a scanning width of /spl plusmn/10/spl deg/. This phased array which is composed of 80 microstrip elements, achieves a gain of >20 dB, a sidelobe level of <-19 dB and a 10-dB bandwidth of >6.3% for all states of the beam. The antenna efficiency is measured at 33-36% in X band. It is shown that the proposed feeding scheme is insensitive to the mutual coupling among the elements.     

64 单元X 波段高增益圆极化微带阵列天线设计

采用双层矩形贴片加切角的结构设计圆极化单元,并将其组成应用于X 波段64 单元高增益圆极化微带阵列天线。天线基板采用Taconic-TRF,介电常数4. 5,厚度0. 81mm,损耗角正切0. 0035。利用Ansoft HF-SS 软件对单元及阵列模型进行仿真优化。通过实际测试,64 单元阵列天线轴比AR<6dB 的带宽500MHz,增益达到21. 2dB,S11 <-10dB 的相对阻抗带宽达到6. 9%,天线具有良好的圆极化和阻抗匹配特性。圆极化天线具有较强的抗干扰能力,可很好地应用于电子侦察、电子对抗等领域。设计的圆极化微带阵列天线为组成更大阵列的天线以及构建相控阵天线提供了单元基础。