通道误差对波束形成性能的影响分析

阵列信号中通道误差的存在会影响波束形成算法的性能,使其不能正常工作。通过对通道间及通道带内幅相误差建模,分析其对波束形成的影响。通过对波束形成算法理论分析并结合实际应用情况,通道间幅相误差影响波束形成的波束幅度,不影响波束相位;通道带内幅相误差,会同时影响波束幅度和波束相位。本文给出通道带内误差的校正方法,通过计算机仿真证实本文所分析结果的正确性。     

相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响

为了研究相控阵天线的通道误差对数字波束形成的影响,首先对通道误差进行了建模,并推导得出通道间幅度误差对波束指向的影响不大,但会使波束方向图的主瓣增益降低,旁瓣电平升高;相位误差不仅会使波束主瓣增益降低,旁瓣电平抬高,还会引起波束指向偏差,最后用Matlab对此结论进行了仿真验证。     

数字阵列天线接收通道宽带信号校准与波束形成技术研究

 本文提出了一种简洁、实用的天线接收通道宽带信号校准方法.该方法采用零中频信号处理技术,通过理论分析将数字阵列天线接收通道宽带线性调频信号校准分为通道间的时间和相位校准,证明了接收通道间宽带线性调频信号相位校准可以转化为单频信号进行,给出了接收通道间宽带信号的幅度校准方法和时间校准允许的误差范围.在通道校准基础上,采用脉冲压缩技术合成了宽带天线方向图.实验结果表明,本文方法是有效、可行的.     

一种基于DFP-BFGS算法的阵列天线波束赋形方法

为优化得到给定形状的目标方向图,引入了一种基于DFP-BFGS无约束最优化算法的数值方法.优化过程是先对阵列各单元的激励幅度和相位同时优化,然后对得到的阵列激励幅度数据进行部分调整,使其更加均匀以便于馈电网络的设计.最后固定激励幅度分布,仅对相位数据进行优化.在实现对方向图主瓣波束赋形的同时,得到了较为均匀的激励幅度分布.该优化方法具有应用灵活和结果可调控的优点,是一种实现阵列天线波束赋形的实用方法.     

大规模阵列天线方向图成形预编码性能仿真*

大规模阵列天线技术可用于解决下一代无线通信的频谱有效性和功率有效性问题,对大规模阵列天线成形性能进行了仿真,得出了天线数目增加对均匀线阵方向图成形的影响,并通过计算比较了不同规模天线阵列的波瓣宽度,并仿真分析了不同规模均匀圆阵的方向图,最后研究了信道估计准确度对大规模天线阵列方向图成形性能的影响,仿真得出了信道估计矩阵存在误差时阵列天线方向图的变化。     

阵列误差对Capon波束形成算法的影响分析

针对阵列误差存在时经典(Capon)波束形成算法的性能严重恶化问题,介绍了均匀圆阵阵列流型下的Capon波束形成算法,对阵列天线各阵元间的幅度误差、相位误差、水平位置误差和垂直位置误差进行了数学建模,仿真分析了各种阵列误差对Capon波束形成算法的影响,并给出了该影响的量化分析结果,从而对该算法工程实现时的指标确定提供依据。     

数字阵列天线接收波束形成方法及实验研究

针对数字阵列天线的发展需求,介绍了用快速傅里叶变换法、数字混频低通滤波法、多相滤波正交下变频法等3种数字接收机通道内信号的幅度、相位计算方法,给出了数字阵天线接收通道的内校准法和外校准法,以及校准后的天线方向图计算公式,并用实验结果检验了上述方法的有效性。     

超宽带阵列天线的接收波束形成研究

针对超宽带接收波束形成问题,提出了一种基于延迟线(tapped delay line)网络结构阵列信号处理方法,应用这种方法修正各路信号,最后对齐信号合成输出。详细分析了基于延迟线的数字波束形成原理,研究了该方法对空间信号的接收性能,并通过仿真验证了这种方法的可行性。分析了阵列天线参数的选取及方向图出现栅瓣的情况。这种方法处理阵列信号简单实用,易于工程实现。     

相控阵天线相位误差对波束指向的影响

本文介绍了影响相控阵天线波束指向的因素,对相位误差对波束指向的影响,从几个方面进行了定量分析计算,并提出了提高指向精度的随机馈相技术。     

通道幅相误差对数字阵列天线性能影响及校准

为实现低副瓣数字阵列天线性能,需要对阵面通道幅相误差进行校准。针对此问题,定性分析了通道幅相误差、阵面通道数与数字阵列天线主要性能(副瓣电平、波束指向、增益)的相对关系,分析结果表明:通道间幅相误差越大,副瓣电平、波束指向、增益越差;通道数越多,副瓣电平、波束指向受通道误差影响越小,而增益受通道幅相误差的影响与阵面通道数无关。结合数字阵雷达实际使用中阵面通道幅相误差修调问题,重点研究了通道误差测量方法。给出了利用内监测法和中场测量法进行通道误差测量的原理、实现方法及适用条件,该2种通道误差测量方法可以作为互补手段使用。最后,给出了一种基于多次测量取平均值的数字阵列幅相误差校准方法,仿真结果表明:校准前后,通道幅相误差分别由2 d B和20°变为0.4 d B和2°,满足指标要求。     

相控阵天线数字波束形成浅述

用模拟技术形成的波束的缺点主要是旁瓣电平高，稳定性差，更重要的是对有源干扰无自适应能力。针对上述问题，本文重点讨论数字波束形成的原理和实现的方法。     

共相位望远镜阵列的光束耦合问题研究

研究了共相位望远镜阵列的两种重要光束耦合误差——光瞳面平移(piston)误差和光瞳面倾斜(tilt)误差。设piston误差和tilt误差都服从均值为零但标准差待定的正态分布,根据中心点亮度判据,通过迭代方法计算了piston误差和tilt误差所允许的最大标准差,揭示了这两类光束耦合误差所允许的最大标准差与子望远镜个数和遮光比的关系。Piston误差所允许的最大标准差与子望远镜的遮光比无关,但随着子望远镜个数不断增加,在0.11λ～0.08λ范围内缓慢减小。Tilt误差所允许的的最大标准差在子望远镜出瞳大小已知的情况下,随遮光比不断增加而逐渐减小,而与子望远镜个数无明显的相关性。     

相控阵天线指向测量误差分析及消除方法研究

电扫波束指向精度是相控阵天线的核心指标之一,对波束指向进行准确测量是对系统工作能力进行评估的必要手段。文中以某相控阵天线为例,详细分析了几种外场波束指向测试中常见的外部误差。通过理论分析建立仿真模型,计算分析以上因素对天线指向测试的影响,并提出一种在波束指向测试过程中消除误差的优化方法。经试验比对,所提出的优化方法可以明显降低测试误差,提高测试结果的准确度和可信度,对同类型天线的外场测试和系统性能评估具有重要的工程参考价值。     

相控阵雷达天线最佳波位研究

围绕多功能相控阵雷达扫描波位的优化设计,详细研究了相控阵天线的最佳波位问题,给出了最佳波位序列的迭代算法.考虑到实际相控阵天线波束跃度的限制,提出了波位序列最佳性的度量方法,对数字移相式的相控阵天线波位序列进行了分析和评估.     

幅相误差对有源相控阵天线副瓣的影响

对误差分布函数进行了理论分析,通过分析有源相控阵系统的组成,构建了其误差组成结构,并推导了误差计算公式.通过理论推导和仿真分析研究了幅相误差对有源相控阵天线副瓣电平的影响.结合误差计算公式和副瓣电平公式得到了实现所需副瓣电平的幅相误差分配方法.     

相控阵天线框架成形技术

相控阵天线框架以其精度高、构架刚性强，部分产品尺寸较大，加工费用高，长时间以来成为一道工艺难题。本文通过分析对比，介绍了两种工艺方法，并在生产实践中得到充分验证，为该系列框架批量生产开创了可靠的途径。     

机载相控阵波束指向校正

安装在机翼上的卫星通信相控阵天线,其波束指向角度信息无法由航电系统直接提供。通过三维电子罗盘测量相控阵阵面的姿态参数,结合航电系统提供的飞机姿态参数和卫星角度参数,可以完成卫星相对于阵面角度的校正。校正方法首先把机身坐标系参数转换到地球坐标系,然后再转换到阵面坐标系,从而求解指向角度。计算机仿真证明了校正方法可行,坐标变换方法正确．同时也证明姿态测量参数精度影响相控阵天线最终性能。     

摇摆状态一维相控阵天线波束指向修正

由于载机平台摇摆,一维相控阵天线姿态会发生倾斜,从而影响波束指向.为此,提出了一种修正方法,给出了适应于各种监视雷达系统(如二次航管系统)工作原理的详细修正流程及算法.试验结果表明,所提方法使天线能维持高指向精度.     

地基相控阵雷达的天线扫描空间分析

根据相控阵雷达的工作模式和战术要求，研究波束扫描和波束空间分布特点对相控阵雷达合理的资源调度和能量管理非常重要。本文从地基相控阵雷达系统的天线特性、天线扫描空间、波位划分及波束增益空域变化等方面进行了分析和研究。仿真图片体现了相控阵天线的空域扫描特点。本研究可为相控阵雷达合理的资源调度和能量管理提供参考。     

一种圆形共形相控阵天线的设计与分析

矩形栅格平面相控阵天线经常受到圆柱形设备的约束,本文研究设计了一种阵元非均匀分布排列的圆形口径相控阵天线方向图,建立数学模型并对其进行了公式推导和计算机仿真。同时与同等规模的矩形栅格平面相控阵天线方向图进行对比分析。分析表明,前者的半功率点波束宽度要小于后者,主瓣能量利用更加集中,提高了扫描性能,辐射能量大致相同的情况下,前者所需要的阵元数要少,节约了成本。