多元波导模拟器模拟多极化相控阵天线的分析与试验

本文分析了采用多元波导模拟器模拟工作在多极化情况的无限平面天线阵的反射特性的可能性。结果表明,用来模拟单极化的多元波导模拟器,当每个单元用一对正交通道传输讯号,并考虑到交叉耦合存在的情况下,也可以用来模拟多极化阵。把模拟器作为2N×M端口的网络,导出了适用于各种极化的反射系数公式,当对此2N×M端口网络的散射系数进行2N×M次测量后,即可求得阵在各种极化下的N×M个扫瞄点的反射特性。以一个三角形排列的阵的模拟器作实验,验证了理论分析,并讨论了具体设计和试验中的一些问题。     

多极化相控阵天线的宽带和宽角阻抗匹配与极化特性

本文以多极化圆波导阵为例,分析了阻抗(或反射)和极化随频率和扫瞄变化的规律。探讨了宽带和宽角阻抗和极化匹配的一般特点及可能采用的方案。讨论了目标函数的选择和确定它的各种方法,介绍了使目标函数最优化的几种方法。     

多极化圆波导相控阵的计算程序

一、程序的功用和适用范围本程序适用于计算任意三角形栅格、多极化圆波导阵,圆波导内可以充填任意介电常数的材料。对程序作很小的修改,也可用于矩形栅格。本程序利用算法语言FΦRT-Ⅱ编制。它可以计算在三个波长、四十个扫瞄点和五种极化情况的反射和极化特性。五种极化为垂直、水平、45°斜极化以及左右圆极化。如果需要的话,对程序作微小变动,也可增加波长、扫瞄点和极化种类的数目。     

多极化圆波导相控阵天线的理论计算分析和实验

本文是未加匹配结构的多极化圆波导相控阵天线理论分析计算和实验的结果。文中介绍了分析均匀无限平面相控阵天线的理论方法,讨论了数值计算结果有效性的检验方法,重点介绍了收敛试验的结果。对计算结果进行系统分析,着重讨论了多极化圆波导阵的极化特性,对极化特性和阻抗特性、交叉极化分量间的关系得到新的明确的认识。模拟器实验结果和计算结果比较一致,证明计算结果是有效的。     

多极化相控阵天线的研究

本文讨论了多极化相控阵天线在最佳信号接收,抗干扰及目标识别方面的用途。分析了各种干扰情况下变极化的抗干扰效果。对多极化相控阵天线单元的各种型式、优缺点及目前达到的性能指标作了归纳和比较。讨论了栅格和阵元尺寸选择的方法。对分析阵的扫瞄和极化特性及宽角宽带阻抗匹配的各种方法作了归纳和探讨。比较了两种基本型式的变极化电路,对变极化阵的可能馈电形式进行了讨论。     

介质板用于多极化、宽带和宽角相控阵的阻抗匹配

本文介绍了用等效网络方法分析介质板用于相控阵的宽带和宽角阻抗匹配。给出了计算公式,优选步骤和结果。发现匹配效果良好,在10％频带,±50×60°矩形扫瞄空域内,对各种极化,除在高频端的某些扫瞄面的最大扫瞄角处的绝大部分范围内,均获得驻波系数小于2。从物理概念上解释了介质板适用于宽带和宽角阻抗匹配的原因。优选结果利用模分析法的严格公式进行了检验和修正,发现在小扫瞄角时,等效线路法可以得到较准确的结果。在大扫瞄角时误差较大,但优选规律是符合的。说明等效线路法可用于介质板匹配的优选。优选结果用模拟器作了实验验证。     

多极化相控阵天线的散射矩阵及其应用

本文分析了将多极化相控阵天线等效为一个八端网络时,散射矩阵的确定。详细推导了相控阵天线传输系数的计算公式,指出了国外某些文献在这方面的错误。然后,讨论了利用此散射矩阵可以解决的一些工程实际问题。这些问题有确定阵中单元方向图;估价任意极化情况的反射和传输特性(包括极化质量);分析阵前和阵后具有不连续点(或段)对辐射方向图的影响;确定最佳阻抗匹配网络的同时可以考虑极化质量等等。     

电扫偶极子相控阵天线的空域极化特性分析

推导了偶极子线性阵列和平面相控阵天线在空域波束电扫时辐射场的极化特性,建立了数学模型。计算结果和仿真分析表明:偶极子相控阵天线辐射场在空域扫描各个波位的极化特性并不一致,是具有一定差异的,当待测目标的方向偏离天线电轴方向时,所接收到的电波极化状态也会随偏离电轴的方向和仰角而改变。该结论对于现代电子战中相控阵天线系统的精确建模与仿真具有重要意义,对于研究和利用天线的极化特性进行雷达极化抗干扰技术是非常必要的。     

低RCS EBG波导缝隙阵列天线

将Mushroom电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap,EBG)的表面波带隙和同相反射特性同时用于波导缝隙阵列天线的设计,利用EBG的带隙特性抑制天线阵中的表面波,以改善天线的辐射性能;利用EBG的同相反射特性实现天线雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的减缩,天线综合性能得到较大提升。制作了EBG波导缝隙天线阵样品,并对天线阵的阵元互耦、辐射方向图及天线阵RCS等指标进行了测试,结果与理论预期相吻合,有效地降低了阵元间互耦及天线阵RCS。     

基于回波域的低频UWBSAR极化校准

多极化,低频超宽带(ultrawideband,UWB)合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)是雷达技术未来发展的一个重要方向。系统的低频特性,UWB特性和大处理角特性使得常规SAR极化校准不再适用。基于系统回波模型,同时考虑定标体的电磁散射特性,给出了适合该系统的极化校准方法。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

波导元件的对称性综合

本文中提出了一种基于对称性算子综合波导元件的新方法。文中研究了面对称算子的一些归并准则,给出了四、五、六端口元件具有实质性不同的所有面对称算子,研究了在对称性综合时如何处理退化特征值的方法。分析了四、五、六端口面对称算子对S阵的变换。讨论了最终特性和可能的结构及匹配方向,从中予示了许多具有新特性的新型波导元件,个别作了实验。     

同轴插板式模式转换器反射特性

同轴插板式模式转换器是一种新型高功率微波TEM-TE11模式转换器。回顾了模式转换器中的模式转换过程,通过分析不同模式转换过程中波导不连续性结构的反射特性,得到了模式转换器总的反射特性。指出不连续性结构将在输入口形成同轴TEM和同轴TE11反射模;通过选择模式转换器的内外径尺寸可以消除TE11反射模;通过在输入口引入匹配金属杆和合理设计内导体末端锥体结构可以减小TEM反射模。     

地面反射对雷达目标跟踪精度的影响

对传统固定波束裂开自动跟踪雷达,由雷达回波的地面反射导致的雷达目标跟踪误差已经计算出来。此篇论文中的分析和结果应用到均一照射抛物面反射器上,此反射器在3cm波长上波宽为1°。很明显,经典的传播理论充分地说明了地面反射误差。当地面反射系数大约为-0.4目标仰角接近0°时,理论和试验均表明跟踪误差为±10 ＇。在目标仰角5°时跟踪误差为±1＇,甚至在较大范围的仰角上,这将是控制当今精密雷达目标跟踪性能的最重要因素。一简单计算峰值误差公式已列出,其准确度可至仰角为0.5°时。放在反射点的反地面反射屏对跟踪给出了实质性改进。对所有可能的目标方位角,屏设计足够宽以避免任何源自目标影象的大量辐射,目标乃绕着屏的垂直边缘绕射。因此,大多情况下,屏是无效的。符号一览表λ=波长(3cm)△h=地面不规则垂直高度α=相对于雷达目标真实仰角β=俯视掠地角θ=参考天线极化图角f(θ)=天线极化图函数F=方程4左侧项T=常量,用以这次试验的天线为159.5ρ=地面反射系数h=接收天线超出地面的高度E=由地面反射引起的跟踪误差E_(max)=跟踪误差曲线的最大值B天线波宽P_T=天线接收总功率P_0=自由空间的接收功率φ=直射和反射线间总的相移差A_1和A_0=增益控制器中设置的最大和最小能量值H=目标超出地面的高度 R=雷达目标间距离S＇=雷达与目标影象间距离d=接收机与源之间水平距离K=2π/λα_R=雷达测到的表面仰角δ=雷达极化图的半波裂开角     

短波信道特性及其模拟器设计

本文分析和综合了前人在短波信道方面的一些研究成果,得出了短波信道特性的较详细的统计规律,确定了一种能较全面地反映短波信道特性的数学模型,根据此模型和信道的统计规律,设计和制作了短波信道模拟器,此模拟器采用TMS32010数字信号处理片和 Z—80单板机作为主要器件。TMS32010系统完成数字信号的处理和运算,产生多普勒频移、多径时延和衰落;而 Z—80系统主要用作系统的控制和数据交换,整个设备不仅成本低,而且灵活可靠,通过人为改变某个参数,可模拟出各种信道来,并且信道参数和曲线可通过 RS—232接口在 PC 机上显示出来,因此,模拟器是一部很好的模拟测试器材,对于科研和教学十分有用。     

新型的低RCS圆极化微带天线设计

针对圆极化微带天线的宽频带雷达散射截面(RCS)减缩问题,提出了一种新颖的超材料覆盖层结构,该结构同时具有部分反射特性和宽频带的极化旋转特性,可以在提高天线增益的同时实现RCS的宽频带减缩。仿真结果表明:与普通的圆极化微带天线相比,加载了超材料结构的天线,其增益在中心频率处提高了1.4 dB;同时,在9.7~21 GHz频带范围内,加载超材料的圆极化微带天线具有更低的RCS电平,整个频段内,平均减缩幅度达9.06 dB(X极化)和9.21 dB(Y极化)。仿真结果验证了设计的正确性,表明该方法可以有效的实现圆极化微带天线的宽频带RCS减缩,对圆极化微带天线的隐身技术有重要的借鉴作用。     

求解分层介质结构空域格林函数的固定实镜像法

空域格林函数的求解是矩量法分析分层介质结构的主要困难 ,也是关键所在。在离散复镜像技术的基础上 ,注意到逆问题解的不唯一性 ,提出了一种新方法———固定实镜像法 (FRIM ) ,即在用一组空域复镜像 (表示为复指数级数和 )来拟合谱域格林函数时 ,根据经典镜像理论给定镜像的实位置 ,然后用简单的点匹配法来求出相应实镜像的复幅度。该方法避免了复镜像法中用Prony法或广义函数束法 (GPOF)拟合的复杂计算过程 ,提高了计算速度 ,且物理含义也更加明确。文中给出了该方法的基本原理 ,给出一组数值模拟结果 ,与复镜像法吻合得很好 ,证实了该方法的有效性     

未来空域窗预测命中点误差特性分析

分析目标提前点的误差特性是未来空域窗射击中要解决的首要问题。针对现有未来空域窗相关研究缺少误差特性分析的问题,提出了通过误差转换矩阵进行误差分析的方法。该方法在相应坐标系下建立误差模型,求得在预测迎弹面内的误差协方差矩阵,最后对协方差矩阵进行特征值分解得到目标提前点的误差特性。以跃起俯冲为例进行仿真分析,得到了目标在预测命中点的误差特性,并通过计算毁伤概率分析了各参数变化对未来空域窗的影响,结果表明,该误差分析方法正确,能为后续未来空域窗研究与工程化应用提供理论依据。     

基于密度锥削阵sin-FDA的波束方向图研究

频率分集阵列(Frequency Diverse Array, FDA)是作为一种全新的电扫描雷达体制,其方向图所具有的时间-距离-角度三维相关特性在电子对抗和安全通信等领域有广阔的应用前景。一维均匀线性FDA阵列(Uniform Linear Array Frequency Diverse Array, ULFDA)的发射方向图存在角度-距离耦合问题,针对这一问题,在对称子阵密度锥削阵结构的基础上,通过正弦频控函数取代原有的均匀线性函数,得到了FDA的点状波束指向控制方法。此外,针对FDA方向图的时变问题,得到了基于子阵结构的密度锥削阵sin-FDA主波束在角度维指向固定、距离维变化时的结论。     

雷达反隐身技术分析及进展

雷达反隐身技术是克服目标隐身的核心技术。结合雷达方程、电磁散射原理及隐身目标RCS分布具体分析了雷达反隐身的基本原理和方法,根据雷达反隐身的基本特性从空域、频域、极化域等角度详细介绍了雷达反隐身常用技术。最后,提出了雷达反隐身技术的发展趋势,并给出了一种新的雷达组网反隐身模式。     

雷达反隐身技术分析及进展北大核心

雷达反隐身技术是克服目标隐身的核心技术。结合雷达方程、电磁散射原理及隐身目标RCS分布具体分析了雷达反隐身的基本原理和方法,根据雷达反隐身的基本特性从空域、频域、极化域等角度详细介绍了雷达反隐身常用技术。最后,提出了雷达反隐身技术的发展趋势,并给出了一种新的雷达组网反隐身模式。