实现宽波束圆极化天线的几种方法

文章介绍了宽波束圆极化天线的应用背景,简述了近些年来国内外相关文献实现宽波束圆极化天线的几种方法。这些方法均能有效拓展天线的半功率波束宽度及轴比的波束宽度,其中天线形式主要包括四臂螺旋天线、微带天线、缝隙天线以及振子天线。最后对这些方法进行了对比归纳,并展望了宽波束圆极化天线的发展前景。     

A novel DOA estimation algorithm using directional antennas in cylindrical conformal arrays

In this paper, a novel direction of arrival (DOA) estimation algorithm using directional antennas in cy-lindrical conformal arrays (CCAs) is proposed. To eliminate the shadow effect, we divide the CCAs into several subarrays to obtain the complete output vector. Considering the anisotropic radiation pattern of a CCA, which cannot be separated from the manifold matrix, an improved interpolation method is investigated to transform the directional subarray into omnidirectional virtual nested arrays without non-orthogonal perturbation on the noise vector. Then, the cross-correlation matrix (CCM) of the sub-arrays is used to generate the consecutive co-arrays without redundant elements and eliminate the noise vector. Finally, the full-rank equivalent covariance matrix is constructed using the output of co-arrays, and the unitary estimation of the signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) is performed on the equivalent covariance matrix to estimate the DOAs with low computational complexity. Numerical simulations verify the superior performance of the proposed algorithm, especially under a low signal-to-noise ratio (SNR) environment.     

旋转永磁式机械天线的研究与实现

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,对基于旋转永磁体的机械天线,即利用永磁体机械旋转直接激励电磁波的新型低频电磁发信技术进行了理论研究与工程实践。提出基于钕铁硼永磁体和永磁同步电机的旋转永磁式机械天线技术方案及其信息加载方法,构建基于电-机械-电磁能量转换的系统模型,对其辐射效率和辐射功率进行初步分析,研究旋转永磁体在不同无限均匀介质中产生时变磁场的分布与衰减特性,研制了原理样机,并对其近区磁场和2FSK信号的加载特性进行了实验测试,验证了该方案的可行性和有效性。     

通道失配对GNSS阵列抗干扰性能的影响分析

卫星导航接收机极易受到电磁干扰的影响,基于阵列接收机的空时(频)抗干扰技术被证明是目前最有效的抗干扰手段。在工程实现时,阵列通道存在通道失配,本文以统计性能的评估方法评估了通道失配对阵列抗干扰性能的影响。研究结果表明,通道间群时延偏差和幅度失配是导致阵列抗干扰性能下降的主要因素,前者可通过增加空时滤波器阶数来消除影响,而后者对空时滤波器阶数不敏感,需要进行必要的校正。     

多管火箭武器储运发射箱长期储存蠕变性能预测

为探究火箭武器储运发射箱长期储存的蠕变性能,制备复合材料层压板并开展单轴拉伸蠕变试验,获得了单向纤维复合材料主方向的蠕变本构模型参数。采用有限元方法并借助用户自定义材料子程序建立储运发射箱长期储存蠕变的数值分析模型,预测了堆码储存15年后底层发射箱的蠕变变形。以储存后的发射箱作为初始状态建立弹管耦合发射动力学仿真计算模型,进一步分析蠕变对火箭弹发射过程的影响。仿真结果表明:蠕变引起的定向器平行度和发射箱底面平面度的变化均小于技术指标规定值,定向器束的最大残余变形在三维空间内呈马鞍状分布,上、下两行中间位置定向器的变形最大,左、右两列中间位置定向器的变形最小。定向器蠕变变形使得弹管间隙减小,火箭弹在管内运动使弹管之间的动态接触碰撞力增大,离轨速度降低。     

可靠度限制下相控阵雷达天线阵面T/R单元维修模型

为了描述维修活动对相控阵雷达天线阵面系统的影响,构建了以可靠度为基础的“修旧不如新”定期维修优化模型。对相控阵雷达T/R单元失效下的天线性能参数进行分析,根据指标确定系统不能正常工作的失效T/R单元阈值; 针对大部分维修活动都难以使T/R单元修复如新的事实,引入失效率递增因子,在系统一定的可靠度水平上,以相控阵雷达系统的使用可用度和维修费用率为优化决策参数,建立了系统的维修优化模型,并运用边际效能算法对系统的最佳预防换件维修周期和换件维修组数量进行求解。实例运算结果表明,该模型突破了已有模型“修旧如新”的限制条件,更符合实际,能为维修策略的制定提供理论依据。     

高层建筑物变形监测与分析方法研究

进行高层建筑物的变形监测对其安全性非常重要。本文针对高层建筑物变形监测环境及其对监测快速、高精度的要求,详细阐述了采用GPS和全站仪的组合监测方案,重点提出了利用回归平面进行建筑物整体倾斜变形分析的方法,并用实例验证了该方法的可行性。     

新型背腔式对数周期缝隙天线阵列设计

介绍了一种新型背腔式对数周期缝隙天线单元,对其各参数特性进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了9×7天线阵列。通过HFSS13进行天线阵列的设计。仿真结果表明,该天线阵列在1.5 GHz~6 GHz的工作带宽内,驻波比小于3,回波损耗小于-10 d B,天线阵列最大增益为29.6 d Bi,在整个工作带宽内,增益均大于20 d Bi。具有良好的定向辐射能力,可用于UWB雷达、探测等领域。     

引入区域量化的相控阵天线维修优化模型

针对大型相控阵天线维修成本高、多部件维修时机难以确定、模型仿真计算困难等问题,提出一种引入区域量化的维修优化模型。建立天线阵列的区域量化模型,将天线阵列维修问题转化成一个由不同区域阵元组成的k/n系统维修优化问题。以使用可用度为约束条件,以单位时间维修费用最小为优化目标,建立引入区域量化的大型相控阵天线多部件视情维修决策优化模型,并通过算例仿真与分析进行了模型验证。结果表明:提出的维修优化模型真实有效,能够很好地解决分布不均匀的相控阵天线维修优化问题。     

基于改进蜂群算法的非均匀阵列综合

针对蜂群算法易陷入局部极值的缺陷,提出一种改进蜂群算法实现非均匀阵列综合。首先,通过引入概率选择机制,以概率因子控制蜂群算法对精英蜂的选择,从而改善蜂群算法的全局优化性能;然后,采用改进蜂群算法优化阵元间距降低最大峰值旁瓣电平并抑制干扰;最后,仿真实验表明该改进算法在非均匀阵列综合中的有效性和稳健性。研究成果可为非均匀阵列综合提供一种新的途径。