光栅衍射与相控阵雷达结合的教学案例探索

光栅衍射是光学教学中重要的章节,是对多缝干涉和单缝衍射的综合运用。但是教学过程中会出现教学过程枯燥、教学内容晦涩难懂等问题,这极大地影响了教学效果。本文基于光栅衍射的基本公式,以实际工程应用相控阵雷达为案例,融入课程思政,同时结合Matlab仿真,具体形象地展示了光栅常数、缝宽、衍射角对衍射光谱的影响,以及相控阵雷达的基本原理与以上各因素的联系,在学习知识的同时让学生掌握了相控阵雷达的基本原理。本次教学探索对于光栅衍射教学知识点的教学、思政、实际问题的解决都具有重要的意义。     

相控阵测量雷达扫描特性及误差补偿方法研究

本文基于相控阵雷达波束扫描原理,分析了在扫描及跟踪状态下波束展宽对天线增益和测角精度的影响,提出了扫描跟踪角度误差补偿方法,提高相控阵雷达测量精度。     

啁啾光纤光栅延迟线在光控相控阵雷达中的应用研究

介绍了啁啾光纤光栅延迟线在光控相控阵雷达中的两种应用系统及其工作原理,即基于单波长激光器和多个可调啁啾光纤光栅延迟线的系统以及基于多波长激光器和一个可调啁啾光纤光栅延迟线的系统。介绍了这两种系统的光控相控阵雷达扫描角要实现连续变化时,啁啾光纤光栅延迟线的调谐原理。分析结果表明,若啁啾光纤光栅的长度长而反射谱窄,则啁啾光纤光栅较小的调谐量就能使光控相控阵雷达天线实现较大的扫描范围。     

相控阵雷达的关键技术与物理学的波动知识

应用波的相干原理分析了相控阵雷达的工作原理.以波的形成、波的发射和回波的接收等三个环节为主线,简要地介绍了由固态技术、光电子技术、计算机技术和信号处理技术所形成的相控阵雷达关键技术的背景、现状,并展望了相控阵雷达关键技术的未来.     

基于OpenCL的数字相控阵雷达干扰模拟

针对现代战争复杂电磁环境以及数字相控阵雷达干扰信号生成数据量大、多波束等难点,利用图形处理器（GPU）带宽高,运算能力强的特点,使用OpenCL异构编程框架实现数据级并行策略,设计了基于OpenCL的五种典型数字干扰并行算法。算法根据GPU的读写机制进行优化设计,充分发掘了现有GPU的并行计算能力。实验结果表明：基于GPU的数据并行计算程序与中央处理器（CPU）平台相比较,加速比最大可达3.25,提高了相关雷达回波模拟设备的速度,基本满足数字相控阵雷达信号处理的实时性要求。     

相控阵雷达导引头便携测试方法及误差角波动机理分析

相控阵雷达导引头组成复杂、测试指标多、数据量大,通常需要在符合远场条件的微波暗室内测试。本文介绍了一种相控阵雷达导引头便携测试方法及测试系统的组成,分析了便携测试机理、便携屏蔽装置设计原理,解释了该便携测试系统中相控阵雷达导引头角跟踪参数测试时偶尔引起的误差角波动现象。该测试方法简便、快捷、实用、成本低,较好的解决了外场或环境试验中产品测试的需求。本文所述相控阵雷达导引头便携测试方法和相关分析结论有较高的实用价值。     

A Novel Implementation Technique of Conical Scan Radar Using A Programmable Phased Array

In radar, planar phased array antenna plays vital role in electronic scanning in the azimuth and elevation direction to the horizon. In most operations using planar phased array both the coordinates of azimuth and elevation, are steered electronically. In this paper a conceptual schematic of a phased array antenna with programmable time delay units has been presented. It is shown that by suitably exploiting the time delay matrix one can have electronic beam rotation around the target axis as required in conical scan. Thus both the elevation and azimuth motors in conical scan system are replaced by electronic scanning. Heuristically, we have selected eight consecutive points for beam rotation in a polygon shape and can also be extended almost circular shape by increasing number of array elements and phase shifter (delays) in the delay matrix. The array requires dual control of phase gradient and individual phase values. The whole array is controlled by micro-controller. This presents exciting possibilities in radar operation.     

光栅衍射法测量微透镜列阵焦距时产生的光斑干扰分析

基于光栅衍射的转角法无需转动光管,与传统的转角法相比具有较高的测量效率.而微透镜阵列元件子单元数众多,利用该方法进行测量时,光栅的各级衍射斑可能发生干扰,影响测量精度甚至无法进行测量.利用Matlab软件模拟分析测量过程中子单元光栅0级和±1级衍射光斑间的干扰,通过分析测量光源波长、光栅周期、微透镜阵列的子孔径和焦距,...     

透射光栅衍射效率研究

透射光栅广泛应用于X光能谱测量,为获得定量的X光能谱,必须对透射光栅的衍射效率进行研究。首先在北京同步辐射源上对透射光栅的衍射效率在多个入射X光能量点进行了实验标定,获得了透射光栅衍射效率的实验结果。为模拟透射光栅衍射效率实验标定结果,发展了一个新的透射光栅衍射效率计算模型,该模型不同于国外已发展的矩形栅线模型和梯形栅线截面模型,而是假设透射光栅栅线具有准梯形截面。模型计算结果与实验标定结果符合很好。     

亚波长金属光栅的衍射辐射特性研究

分析了亚波长金属光栅的双边衍射辐射机制和特性.利用运动电子激励亚波长光栅结构,研究了其产生的双边衍射辐射.通过三维粒子模拟软件仿真,得到了光栅上下空间的电场空间分布,结合结构辐射布里渊图,证明了亚波长对称光栅上下半空间的衍射辐射场分布同样可以由Smith-Purcell辐射公式来解释,即主要有电子运动速度和光栅周期决定,并分别研究了缝隙宽度、光栅厚度对上下半空间衍射辐射的影响.为进一步研究下半空间的衍射辐射场,采用了非对称的光栅结构,研究表明非对称光栅下半空间衍射辐射场不仅取决于电子运动速度和结构下表面的周期,同时也与电子运动激励起的上半空间的辐射频率范围密切相关.     

透射光栅衍射效率研究

透射光栅广泛应用于 X光能谱测量 ,为获得定量的 X光能谱 ,首先在北京同步辐射源上对透射光栅的衍射效率在多个入射 X光能量点进行了实验标定 ,获得了透射光栅衍射效率的实验结果。为模拟透射光栅衍射效率实验标定结果 ,发展了一个新的透射光栅衍射效率计算模型 ,该模型不同于国外已发展的矩形栅线模型和梯形栅线截面模型 ,而是假设透射光栅栅线具有准梯形截面。模型计算结果与实验标定结果符合很好。