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。     

基于粒子群算法的宽带真延时平面阵列方向图综合

针对大阵元间距平面阵列方向图综合问题,提出基于粒子群算法的宽带真延时平面阵列方向图综合方法。该方法根据真延时条件下阵列方向图主瓣和栅瓣指向的特点,采用宽带真延时抑制阵列方向图的栅瓣；利用粒子群优化算法优化阵列结构,得到具有较高主副瓣比的平面阵列方向图。通过对8×8的矩形平面阵进行仿真,验证了所提方法的有效性,在此基础上,还仿真研究了该方法对栅瓣的抑制性能与信号带宽之间的关系。     

三膜片用于多极化圆波导阵的宽带和宽角阻抗匹配

本文分析了用三膜片匹配相控阵的等效线路、匹配原理和计算公式。利用随机搜索法对三膜片的参数进行了优迭。对优选过程中一些问题作了讨论。优选结果在10％频带和±50°×60°矩形扫瞄空域内,除在频带高端的大扫瞄角处外,驻波系数小于3。给出了用模匹配法计算出的膜片的等效电纳以及匹配结构的尺寸。用模拟器实验验证了优选结果。     

一种新的传声器阵列定位性能研究

针对被动声定位提出了一种新的传声器阵列,即四元立体十字阵,给出了阵列的定位模型及定位算法.为了考察其是否具有综合优势,将新的阵列同传统的四元平面方阵以及五元平面十字阵的定向精度进行了比较.结果表明,四元立体十字阵既摆脱了四元平面方阵定向性能受方位角影响的束缚,又在定向精度上高于五元平面十字阵.     

利用复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测方法

针对平面阵列雷达群目标检测问题,以矩形阵为例,详细分析方位向和俯仰向复单脉冲比虚部的统计特性;建立平面阵列雷达群目标检测模型,根据恒虚警检测原理推导复单脉冲比虚部的椭圆判决域,并利用复单脉冲比实部辅助判决,综合提出基于复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测算法。针对双目标情形进行仿真实验,结果表明:在较高信噪比、较大角度间隔以及幅度相当且相位差较大的条件下算法能够有效检测群目标。     

改进遗传算法在传声器阵列优化中的应用

规则平面阵列因其结构周期性,在进行波束综合时存在主瓣宽、旁瓣电平高等问题。对此,提出一种基于改进遗传算法的阵列优化方法。设计平面栅格传声器阵列,以满足阵元间距的要求,并构造以主瓣宽度为约束条件、以全局旁瓣电平为适应度的目标函数,对常规遗传算法进行改进,采取个体间自由交叉、随机的阵元数量强制变异的策略来增大种群的搜索范围。通过仿真,得到多个优化阵列,与几种规则平面阵列相比,在不同的信噪比输入下,经过改进遗传算法优化得到的随机阵列均有更好的表现。而相比于几种常规的优化算法,改进的遗传算法具有更强的搜索能力,得到数量更多、性能更优的随机阵列,由此证明了所提方法的可行性。     

利用超材料减缩微带阵列天线RCS

为了减缩微带阵列天线的带内雷达散射截面,设计了一种EBG结构的吸波超材料,从导纳圆图分析了其吸波机理。其厚度为0.3 mm,吸波率达到99.9%,将其加载于微带阵列天线贴片周围。仿真结果表明:阵列天线各个阵元的回波损耗和天线增益基本保持不变,在5.44~5.85GHz间法向RCS减缩达到3 d B,最大减缩达到16.1 d B。单站RCS在-40°~+40°角域、双站RCS在-90°~+90°角域得到了减缩,证实了该吸波结构有良好的吸波效果,可以用于微带阵列天线带内隐身。     

新型频率选择表面加载双极化超宽带紧耦合阵列天线

为使紧耦合阵列天线在超宽频带内实现电磁性能更佳、辐射性能更稳定的目的,提出一种新型条形频率选择表面宽角阻抗匹配层加载的双极化超宽带紧耦合阵列天线。通过高频仿真软件CST周期边界条件对阵列单元截断并进行研究分析。掌握阵元阻抗和辐射等电磁性能后,优化设计并加工出一个6×6单元的阵列天线进行实际测量。测量结果表明,该天线在2~12 GHz的频带内驻波比均小于3,驻波比带宽为10 GHz。带内辐射特性稳定,主瓣电磁能量集中,交叉极化小。工作频带内,最大增益可以达到13 dBi。该阵列天线可应用于超宽带相控阵天线领域中。     

双频带圆极化紧凑型微带贴片阵列天线设计

利用旋转馈电方法设计双频带圆极化的微带贴片阵列天线。该阵列包括四个金属微带贴片单元与一个金属微带矩形环。每个贴片单元为侧边单点馈电的切角矩形,且关于中心旋转对称。矩形环被放置在阵列中心,与四个贴片单元通过四条微带线相连。该中心矩形环既充当了馈电网络,为阵列提供了产生圆极化波所需的递增相位,又参与了辐射,提高了阵列天线的辐射性能。由于采用了矩形环馈电贴片单元的方式,该阵列只需单层介质板,具有结构紧凑的优点,而且在两个频段内实现了圆极化辐射。经加工、制作并进行测试,该阵列的-10 d B阻抗带宽分别为5.17 GHz~5.59 GHz和5.99 GHz~6.27 GHz,3 d B轴比带宽分别为5.19 GHz~5.49 GHz和6.1 GHz~6.18 GHz。     

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。     

星间激光通信系统粗精复合扫瞄技术

星间激光通信系统主要分为捕获、瞄准、跟踪技术,其中捕获技术是星间激光通信系统实现通信的前提和保障。通过对星间通信捕获阶段信标光的粗瞄捕获原理、关键技术和工程应用等内容进行详细的研究,提出一种粗瞄与精瞄相互结合的螺旋-正弦复合扫瞄的方法。对该方法扫瞄过程中的数值分析表明,相比单一粗瞄扫瞄方式,粗精复合扫瞄方法的扫瞄漏扫区域比单一粗扫瞄漏扫区域小、捕获概率更高、捕获时间短。该方法为星间激光通信扫瞄捕获过程提供了一种新的扫瞄方式,具有重要的意义。     

基于相位补偿的单通道接收阵列测向方法

多通道阵列测向系统存在硬件量大、造价高及多通道间不一致时性能恶化等诸多不足,因而提出一种基于相位补偿的单通道接收阵列测向方法.所有阵元共用一个接收通道,通过切换开关分时选通各阵元,各阵元的感应信号在时域上是错开的,无法进行超角分辨测向.在频域上补偿各切换时延引入的附加相位后,使得各路信号在时域对齐,此时可进行超角分辨测向.计算机仿真实验说明了此系统模型和信号处理方法的正确性.     

考虑相位噪声影响的单阵元被动合成阵列算法

考虑到现有单阵元被动合成阵列算法对阵元的运动模型假设过于理想且对相位噪声的适应能力不足,首先,提出一种适用于阵元任意机动方式的单阵元被动合成阵列通用算法,进而通过相位噪声模型分析,给出最大相参时间及有效合成阵元数的选取方法,重建了合成阵列的流形矢量,得到了与相位噪声模型相匹配的改进算法.然后,在相位噪声影响条件下,推导了单阵元被动合成阵列波达方向的理论估计方差下限.仿真分析表明,较未考虑相位噪声影响的算法,改进算法能够有效提高相位噪声影响下的单阵元被动合成阵列测向精度.     

交叉极化干扰对探测跟踪雷达测角影响研究

在现代防御体系中,对目标进行准确的角度测量是进行有效探测跟踪的前提。研究了交叉极化干扰对极化匹配单脉冲阵列雷达测角影响。首先阐述了阵列雷达极化匹配单脉冲测角方法,分析了回波极化状态估计和虚拟极化匹配接收2个关键环节。然后,理论分析了交叉极化干扰对极化匹配单脉冲阵列雷达测角影响,从数学上证明了该干扰可带来极化匹配测角的误差,导致测角精度下降,并给出了交叉极化干扰对极化匹配单脉冲阵列雷达测角影响流程图。最后,对极化阵列雷达的测角性能进行了交叉极化干扰仿真,得到了RMSE随交叉极化干扰强度的变化曲线。仿真结果表明,交叉极化干扰会导致阵列雷达测角性能的下降,并随着交叉极化干扰强度的增大测角误差越来越大。     

实现小发散角矩形光束的LED光学系统设计

为了获得小发散角的矩形光束,首先设计了一种LED光学系统。该光学系统由一个透镜和一个反射器组成,可以用于船舶航行时的远距离可见光引导。其中,透镜完成横向光束的准直以及部分纵向光束的发散角压缩,反射器完成剩余纵向方向光束发散角的压缩。然后,对反射器的光线反射方式进行了改进,获得了更好的发散角压缩效果。仿真结果表明:该光学系统可以实现横向发散角为3°,且纵向发散角可以是不同小角度的矩形光束,当纵向发散角为10°时,出射光效达到82.8%。     

应用于相控阵火控雷达的一种波束交叠新方法

针对传统机载平面相控阵雷达扫描方式所采用的矩形栅交叠结构和三角栅交叠结构所引出的波束形状损失问题,提出了一种新的交叉外切式交叠结构。分析并比较了3种结构的波束形状损失及能量分布图,推导了交叉外切式结构的优化俯仰角和方位角以及中心检测概率。仿真结果表明,交叉外切式结构波束形状损失最小,可以提高雷达中心检测概率,有利于实现雷达的完整性扫描。     

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。     

平行光路反射棱镜大角度观测扫描线稳定研究

本文讨论和比较了在光学仪器大角度摆动的条件下,处于平行光路中的反射棱镜组在不同的安装条件下为稳定观测扫瞄线所需进行补偿的规律,并推导了各种条件下的补偿计算公式。其结论可直接用于进行光学仪器中平行光路扫瞄观测线稳定系统的设计,亦为设计独立的平行光路扫瞄观测线稳定部件提供了理论依据。     

基于自适应算法的锥面共形天线阵列方向图综合

以弹载共形相控阵雷达导引头天线为应用背景,将共形天线技术与自适应阵列处理技术相结合,通过欧拉坐标变换,建立了基于有向阵元的锥面共形天线阵列方向图模型,应用了一种基于最大信噪比准则的自适应算法对锥面天线阵列进行了方向图综合。该算法通过对副瓣区域干扰信号的迭代得到一组最优复加权矢量,仿真结果表明该算法可以在三维空间实现对主波束指向以及副瓣电平的控制。     

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。