随机误差对阵列天线副瓣电平的影响分析

采用三角函数近似和幂级数展开近似等数值方法,推导出阵列天线中的阵元随机误差(包括幅度误差和相位误差)对天线副瓣电平产生影响的一般规律,代替难以得到的解析解。分析结果表明:随机误差对副瓣电平的影响与阵元数目和阵元幅值分布有关,而且不同的随机误差近似计算方法得到的结果亦有所不同,在不存在解析解的条件下,只有综合比较各种方法,才能客观估计随机误差对天线副瓣性能的影响。     

低副瓣波导阵列天线工艺技术

本文介绍了合肥华档电子工程研究所最新研制的低副瓣波导阵列天线设计和加工技术概况。加工工艺是先进的ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＴ一体化，保证了产品的高精度和高效率。     

77GHz全金属车载雷达天线阵列设计

本文设计了一种应用于77GHz的全金属车载雷达天线阵列,天线的辐射单元采用单脊波导开缝的形式,实现了水平极化的辐射模式,并且结构更加紧凑,然后通过调整各个缝隙偏移中心的距离来满足切比雪夫电流分布,使天线在H面方向上的副瓣得以有效降低。天线的馈电部分通过一个一分八的E面不等分功分网络将8个天线辐射单元组成阵列来提高增益,并防止能量泄露,对不等分功分网络的幅度和相位进行优化设计,使其满足天线阵列在E面上的低副瓣需求。仿真结果表明,在所需的76-77GHz频段内|S11|小于-10dB,增益大于24.7dBi,E面和H面的副瓣电平分别优于-25 dB和-20 dB,方向图稳定。所设计的天线阵列结构紧凑,易于加工,在车载应用中具有良好的前景。     

迭代傅里叶算法用于六边形稀疏阵列天线

针对迭代傅里叶技术在优化稀疏阵列天线时对阵元激励大规模截断带来的不利影响,提出了一种逐步截断的迭代傅里叶算法.该算法从满阵依次减少数个阵元,从而避免阵列大规模截断陷入局部最优解.将其应用到六边形平面天线阵列的稀疏布阵优化中,以改善最大副瓣电平为目的.为了计算六边形天线阵的方向图,通过在口径中添加虚拟阵元转化为可以实现二维傅里叶变换的矩形阵列.仿真结果表明,改进的迭代傅里叶算法对稀疏天线阵最大旁瓣电平的优化比采用遗传算法的结果更理想,且具有计算量小和速度快等优点.     

非周期阵列天线辐射性能的研究

针对非周期大间距矩形阵列,运用遗传算法对其进行优化布阵和幅度加权,得到各阵元最佳的位置和幅度分布,使得阵列扫描范围内的副瓣电平最低。研究了阵元间距、阵列扫描范围、单元天线波束宽度等3种因素对阵列副瓣电平和增益的影响,得到了各因素对阵列辐射性能影响的规律。通过遗传算法优化得到了扫描范围内副瓣电平最低时的阵元间距,可用于指导工程设计。     

基于分区迭代傅里叶算法的稀疏阵列天线设计优化

针对迭代傅里叶算法（IFT）在对稀疏阵列天线优化时,阵元不分区域地大规模截断带来的不利影响,介绍了一种分区IFT算法。根据满阵幅度锥削分布计算每个分区域需要的激励阵元数,在算法的截断过程中,对每个分区中按照所需的阵元数对激励幅度较大的阵元进行截断,从而使阵元的密度分布更加接近于满阵的幅度分布,更容易获得相对较低的副瓣电平。将其应用于圆形孔径平面稀疏阵列天线的优化布阵,以抑制阵列天线的峰值副瓣电平为目的,仿真试验表明分区IFT算法可以得到比标准IFT算法更优的结果。     

阵列有源天线单元失效的影响与补偿

首先分析了阵列天线因单元（或单元群）失效引起的副瓣恶化和增益损失，然后用ＢＦＧＳ最优化算法对失效单元（或单元群）附近部分正常单元的幅相进行适当调整。结果表明，这种调整对由于单元失效引起的副瓣电平恶化有较好的补偿效果。     

天线阵辐射特性的传输线矩阵（TLM）方法分析

运用传输线矩阵（ＴＬＭ）方法，对由理想点源天线构成的直线天线阵在不同激励方式下的辐射方向图进行了数值计算。计算结果与解析分析结果吻合得很好，说明ＴＬＭ方法可以方便地模拟各种天线阵的辐射特性。ＴＬＭ方法也可以模拟在微波暗室里对天线阵的测量。     

大型机载相控阵雷达天线受扰分析

该文利用基于并行核外高阶矩量法的区域分解法(DDM)快速准确地分析了机载雷达相控阵的受扰特性。分析机载相控阵主波束相位扫描变化时,可将其分为机载平台和相控阵两个区域。由于机载平台不变,故在求解过程中只需计算一次,并利用核外技术将该部分的阻抗矩阵等相关数据信息存入硬盘。每改变一次扫描角,只需重新计算相控阵区域,进而结合已存储的机载平台区域,通过迭代便能得到机载相控阵的受扰特性。该方法能够大幅度降低大型机载问题的计算时间和存储需求。数值仿真实例表明,该方法可用于高效分析大型机载平台中的雷达相控阵天线布局问题。     

蝶形天线阵列电磁辐射特性的CBFM分析

针对传统矩量法分析天线阵列效率低的问题,给出了一种分析蝶形天线阵列电磁辐射特性的有效数值方法,该方法基于特征基函数法（CBFM ）和等效偶极矩法（EDM ）,不仅可以加速阻抗矩阵的产生,还可根据特征基函数（CBFs）的阶数和子域的数目调节系数矩阵的维数,从而可以采用直接法求解缩减矩阵方程,与传统矩量法（MoM）相比,显著地减小了运算量。数值结果验证了蝶形天线阵列的方向图并证实了该方法的精确性和有效性。     

双锥共线阵天线辐射特性

双锥共线阵天线因其宽频带,高辐射功率等特点被广泛应用于工程中,文中采用基于有限元法的电磁场仿真技术对双锥共线阵天线进行辐射特性研究,分别通过改变阵子个数,锥角等参数研究其辐射特性与各参数变化的关系。然后根据导航设备的实际需要设计出一种满足国际民用航空公约附件十要求的双锥共线阵天线,实验结果表明,该天线适用于陆基导航系统中测距机的信标天线。     

大型波导缝隙阵辐射特性的快速分析

针对矩量法分析大型波导缝隙阵时矩阵填充和方程求解速度慢的问题,本文首先给出了负载均衡的并行计算方案,解决了阻抗矩阵填充非常慢这一困难,接着提出了一种新的 —"缝隙邻居"预条件方法,因其具有从物理上将基函数之间的近场作用充分考虑到预条件矩阵中的优点,故可将典型共轭梯度法求解矩量法分析缝隙阵所得矩阵方程的收敛速度提高了约一个数量级,从而实现了大型缝隙阵列的快速仿真.数值实例表明本文方法的高效性和准确性.     

折叠波导缝隙阵天线的展开形变及辐射特性研究

折叠波导缝隙阵天线在太空中展开时可能产生的应力形变会影响其辐射特性,因此在设计时需要充分研究形变的机理和可能产生的影响.本文首先分析和计算薄膜波导在展开时受到拉伸而可能产生的形变,然后分析了形变带来的波导特性阻抗等的变化,以及由此导致的波导缝隙阵天线的驻波、增益以及副瓣电平等辐射特性的变化.该分析方法联系了波导所受外力和电磁场特性之间的关系,为实际工程提供有益的理论指导.     

Ka波段大型单脉冲平板缝隙天线的分析与设计

论文所分析的Ka波段平板缝隙阵列天线具有阵面尺寸大(534.89mm×494.3mm)、缝隙多(5 120)的特点,因而对于阵面的设计运用优化总体设计,并运用等效电路法结合电磁仿真软件HFSS得到精确的辐射缝以及耦合缝参数。同时为了减小加工难度,对天线分象限分层分象限进行加工。经过实测验证,测试结果与理论吻合良好,在±300MHz频带范围内驻波小于2,整个阵面的增益均大于42dB,天线的方位副瓣电平达到-22.8dB,俯仰副瓣电平达到-23.8dB,零值深度在俯仰和方位均达到-30dB。     

基于遗传算法的任意布阵天线方向图优化

建立了一种通用的适应度函数式，通过遗传算法对八元阵优化，逼近二项式分布和切比雪夫分布，验证了算法的正确性。通过对八元阵方向图不同目标的优化，说明该算法及适应度函数的设计对任意布阵天线方向图多目标优化的有效性。     

时域开槽天线阵辐射特性的实验研究

将时域天线组成阵列是改善超宽带雷达系统技术性能一条行之有效的途径,因而对时域天线阵辐射或接收的波形变换和畸变规律进行研究,是十分必要的;利用时域天线的时域波形、归一化能量方向图、归一化峰值方向图来分析开槽天线阵的测试结果,得出关于时域天线阵接收特性有价值的结论。