阵列天线相位中心的测量方法研究

提出了一种测量阵列天线相位中心的方法。首先,根据阵列天线的基本原理,推导出了阵列天线相位方向图与相位中心偏移量的关系式;再结合相位中心的定义和实际测量的步骤,运用最小二乘法及其矩阵解形式计算出了相位中心的精确值;最后对提出的测量方法进行了模拟实验验证。实验证明,该测量方法可以精确地计算出相位中心的位置,并发现计算结果与测量时的读数精度有很大关系。当读数精度达到百分位时,校准误差仅为0.168%。     

对数周期偶极子天线相位中心的分析和计算

本文通过对对数周期偶极子天线(LPDA)相位中心的分析和计算,得出了该天线不存在完整的相位中心,但却存在视在相位中心,该相位中心均位于有效区内,并随着频率的变化而沿集合线移动.文中计算了LPDA不同频率处的E面和H面视在相位中心的位置.     

基于模拟退火算法的对数周期偶极天线相位中心计算

采用模拟退火算法(SA)结合矩量法精确计算对数周期偶极天线(LPDA)的视在相位中心,并对某LPDA的视在相位中心随不同频率的变化特性进行了分析,给出了天线E面和H面半功率波瓣宽度内的相位方向图.良好的计算结果表明,该方法是有效的.     

计算对数周期偶极子天线相位中心的变步长法

为了提高计算对数周期偶极子天线(LPDA)视在相位中心的速度和精度,提出一种计算LPDA视在相位中心的变步长法,井计算LPDA的E面、H面视在相位中心,给出了E面、H面方向图半功率波瓣宽度内的最大相位差.最后,根据计算出的相位中心重新计算LPDA在E面、H面的相位方向图,在天线功率波瓣宽度内相位值平坦,表明该方法是有效的.     

基于单脉冲测角理论的相位中心计算方法

对于不规则阵元分布的相控阵天线,其相位中心计算问题一直是一个工程难题。目前常用的相位中心计算方法有移动参考点法、相位梯度法、最小二乘法等。这些方法都是从相控阵天线的方向图远场的电磁特性来分析的,没有充分利用天线阵元分布的对称特性,运算时多次使用近似导致累计误差较大。目前大型相控阵雷达天线的阵元排布大多呈现对称分布特点,如铺路爪雷达和丹麦眼镜蛇雷达等。针对这些具有子阵对称特性的天线阵列,提出一种基于相位和差测角的相位中心计算方法。该方法从阵列信号处理的角度出发,先求出和波束输出值,再求出俯仰差波束输出值和方位差波束输出值;然后在波束指向角和目标来向角相差不大的条件下,用和波束值分别与俯仰差波束值...     

幅相误差对阵列天线相位中心的影响分析

为精确预测阵列天线相位中心的特性, 研究了阵列口径的幅相误差对阵列天线相位中心的影响.对阵列天线相位中心的求解方法进行了简要论述, 得出了阵列天线相位中心的计算方法; 采用该方法对一个算例阵列进行仿真计算, 分别引入均匀分布和正态分布的幅相误差, 计算得出不同类型幅相误差造成的天线相位中心变化.分析计算结果可以得出, 幅相误差对阵列天线相位中心可造成显著影响, 并且该影响与幅相误差分布类型和误差限有关.该研究结论可用于指导高精度阵列天线的设计.     

天线相位中心位置的计算方法

本文提出了一种天线相位中心位置的计算方法,该方法基于天线远场幅度与相位方向图,能够快速计算出天线相位中心位置。首先建立天线相位中心位置与远场相位方向图之间的模型,然后求远场相位SSD对位置偏移的偏导,得到相位SSD的最小值以及此时的位置偏移。在计算相位中心的过程中可以根据要求选取不同的幅度加权方法,在计算结束后,通过补偿后的相位方向图来比较几种加权方法的计算效果。     

卫星导航天线相位中心测量方法

相位中心是卫星导航天线最重要的性能指标之一,相位中心测量精度直接影响全球卫星导航系统的定位精度。简述了天线相位中心的基本概念,系统总结了卫星导航天线相位中心的传统测量方法,即微波暗室远场检测法和基线测量法,简述了测量方法和程序,重点阐述了在微波暗室内由实测远场相位方向图确定天线相位中心的方法。对导航天线相位中心测量方法进行了比较和分析,指出了各自的优缺点和应用场合。为卫星导航天线相位中心测量提供了参考。     

相位中心偏差对机载阵列天线下视3D-SAR成像影响分析

阵列下视3D-SAR采用阵列天线实现3维分辨成像,阵列天线包含的大量阵元天线不可避免地会存在相位中心偏差,这会在回波信号中引入相位误差,影响阵列下视3D-SAR 3维成像。该文首先建立了相位中心偏差分析模型,然后在此基础上采用随机过程正交展开法,基于标准勒让德正交基将相位中心偏差带来的回波相位误差展开为正交多项式,分析了其对图像主副瓣性能及对比度的影响,并给出了统计规律上的积分旁瓣比与相位中心偏差方差的关系。最后通过仿真结果验证了理论分析的有效性。     

分布式天线阵列中的参考相位稳定方法

光纤已被广泛研究作为在分布式阵列天线系统中向远程天线传播参考信号的有效手段.分布式阵列天线的一个关键问题是由不同天线接收的参考信号遭受由光纤长度变化以及外部环境变化引起的相位偏差,造成天线间的参考相位不同步.提出一种基于光纤的分布式阵列参考相位稳定方法,基于光纤的反馈回路来监控相位差,使用对称布置在前向通道和反馈通道上...     

移相器量化误差对相控阵天线相位中心的影响分析

为精确预测相控阵天线相位中心的特性,研究了数字移相器相位量化误差对相控阵天线相位中心的影响.对计算相控阵天线相位中心的方法进行了论述,得出了根据远场相位分布精确计算天线阵相位中心的方法;采用该方法对一算例阵列进行计算仿真,算例阵列采用5位数字移相器,计算得出不同扫描角下天线相位中心的变化.计算结果表明:数字移相器量化误差对相控阵天线相位中心可造成显著影响,该影响与移相器位数和扫描角均有关.研究结论可用于指导高精度相控阵天线的设计.     

阵列天线的遗传算法综合

提出了一种基于排序的实数码遗传算法并用于阵列天线的方向图综合。该算法对简单遗传算法的编码方式、选择策略、交叉和变异操作进行了改进,使搜索效率有了很大的提高,有效地避免了早期收敛。在实例设计中体现出优良特性,获得了比有关文献更好的结果。     

卫星阵馈反射面天线馈元排列形式的比较

为了减小卫星阵馈反射面天线的体积和重量,通常希望天线具有尽可能少的馈元,为此提出了通过采用合适的馈元排列形式的方法来减小馈元的数量。利用频域方向性相乘原理,证明了正六边形网格阵相对于正四边形网格阵可以在赋形精度不变的条件下使馈元的数量减少13.4%,或在馈元数量不变的条件下有效地提高天线的赋形性能。仿真结果验证了以上结论的有效性和正确性。     

随机相位误差对相控阵天线的性能影响

为了对随机相位误差对于相控阵天线波束指向精度和副瓣电平的影响进行分析,以一维均匀直线阵为模型,采用概率统计的手段对波束指向误差的数学期望、方差和峰值副瓣电平进行了推导,并对此结果进行了计算机仿真验证和比较.仿真结果表明,理论公式推导得到的结论与仿真实验的各项结果吻合良好.     

Monte Carlo法在平板裂缝天线辐射缝导纳误差分析中的应用

采用MonteCarlo法分析了平板裂缝天线辐射缝的导纳误差。建立辐射缝导纳误差的概率模型,将波导和裂缝的结构参数误差看作在某误差范围内服从正态分布的随机变量。对这些变量进行抽样计算,得到各个结构参数误差对谐振频率和谐振电导的影响,其中缝隙长度和偏置的误差对谐振电导和谐振频率的影响较大,波导窄边和壁厚误差产生的影响较小。根据计算结果调整各结构参数的误差范围,使它们对谐振频率和谐振电导的影响程度接近,在此基础上分析了同时存在这些误差项时对谐振频率和谐振电导的影响,由此提出满足导纳提取精度要求的加工误差指标。最后用Ansoft HFSS软件仿真验证了该方法的正确性。     

光控相控阵天线中的光实时延时技术

讨论了光电子技术在宽带宽角扫描相控阵雷达中的应用和优点,介绍了光控相控阵天线的工作原理和发展状况,详述了不同光实时延时线(OTTD)的主要实现方法和技术特点,着重分析了一种可实用的基于光纤和光开关切换的OTTD的设计方法,并讨论了OTTD的性能指标对天线系统性能的影响,最后给出了在子阵OTTD和阵元移相器联合波控方法下的近场实验测试结果,验证了OTTD对相控阵天线宽带宽角扫描性能的改善.     

Cantilever RF-MEMS for monolithic integration with phased array antennas on a PCB

This article presents the development and operation of a novel electrostatic metal-to-metal contact cantilever radio-frequency microelectromechanical system (RF-MEMS) switch for monolithic integration with microstrip phased array antennas (PAAs) on a printed circuit board. The switch is fabricated using simple photolithography techniques on a Rogers 4003c substrate, with a footprint of 200 µm × 100 µm, based on a 1 µm-thick copper cantilever. An alternative wet-etching technique for effectively releasing the cantilever is described. Electrostatic and electromagnetic measurements show that the RF-MEMS presents an actuation voltage of 90 V for metal-to-metal contact, an isolation of ?8.7 dB, insertion loss of ?2.5 dB and a return loss of ?15 dB on a 50 Ω microstrip line at 12.5 GHz. For proof-of-concept, a beam-steering 2 × 2 microstrip PAA, based on two 1-bit phase shifters suitable for the monolithic integration of the RF-MEMS, has been designed and measured at 12.5 GHz. Measurements show that the beam-steering system presents effective radiation characteristics with scanning capabilities from broadside towards 29° in the H-plane.     

Multilayer phase correcting fresnel zone plate reflector antennas

Owing to its flat nature and light weight etc., the Fresnel zone plate antenna is becoming very attractive for such applications as DBS reception and receive-only VSAT. The disadvantages of low efficiency and high sidelobes of the simple and the phase reversing zone plates can be improved by using phase correcting techniques. In this paper, a systematic investigation on the efficiency and sidelobe performance of subzone phase correcting zone plate antennas is presented. The design of a form of multilayer phase correcting zone plate reflector is described. A quarter-wave zone plate reflector constructed with three dielectric layers and metallized rings is reported, with measured peak efficiency of 55 per cent.