一种考虑互耦的脉冲天线阵列快速计算方法

基于有源单元方向图思想,提出了一种可用于计算脉冲天线阵列时域辐射场的快速方法.该方法在考虑单元间互耦的情况下,将大型阵列的时域辐射场计算问题转化为一个小型阵列的计算问题,大大地减少了计算量.采用文中的阵列综合方法,结合有限积分法软件,仅对一个5×5元阵列进行模拟,即可推算出大型阵列的远场方向图,其计算时间不超过全波模拟时的十分之一.计算结果与仿真软件的仿真结果吻合较好,验证了方法的正确性.     

基于柱坐标抛物方程的海上雷达覆盖范围研究

为预测雷达波在海面的全向传播特性,提出了基于柱坐标抛物方程(parabolic equation,PE)的电波传播模型,用于海上雷达覆盖范围的研究.从亥姆霍兹方程出发,推导出柱坐标系下的前向PE形式.再利用PE通解中三角函数的正交性,求解各电波传播模式的激励系数,结合分步傅里叶变换实现柱坐标PE的步进迭代算法,以预测电...     

基于抛物方程的海陆环境信号时延与到达角估计

针对复杂海陆环境中的无线信号传播预测问题,研究了适用于抛物方程的信号时延与到达角估计方法。将自由空间中抛物方程轴向波前信号视为本地副本信号,然后利用信号的自相关特性,将接收信号与副本信号进行互相关运算,最后通过相关函数的峰值检索,得到脉冲信号在复杂环境中传播的附加时延。采用数值算例,验证了该方法的正确性和有效性。此外,采用多重信号分类算法,由抛物方程构建接收阵列的协方差矩阵,并对其进行特征值分解,然后利用信号子空间和噪声子空间的正交性,实现复杂环境中的信号到达角估计。仿真结果表明,相比于传统的平面波谱方法,该方法具有更高的多径分辨率。基于上述方法,并结合数字地图,在典型的海陆环境中进行了仿真实验,分析了蒸发波导对脉冲信号传播时延和到达角的影响。     

高功率超宽带变压器油透镜天线设计与仿真

将TEM喇叭天线密封进填充变压器油的尼龙天线罩中,只要合理设计尼龙天线罩外形,使变压器油形成聚焦透镜,不仅能提高天线的功率容量,还能改善其辐射特性。基于变压器油的缩波效应和椭球的几何性质,借助几何光学理论,设计了一款具有聚焦能力的椭球变压器油透镜。变压器油的缩波效应能够增大TEM喇叭天线电尺寸,使TEM喇叭天线的辐射特性得到初步改善,透镜的聚焦能力使天线的定向性得到进一步改善。为了验证理论分析的正确性,另外设计了一款不具有聚焦能力的球状变压器油透镜作为参照,两款透镜天线仿真结果与理论分析吻合。与大气中的TEM喇叭天线相比,椭球变压器油透镜使TEM喇叭天线主波束变窄,远场电压峰峰值提高56.97%,阻抗带宽低频端从0.28GHz扩展到0.2GHz,功率容量达到18.43GW。     

指数渐变TEM喇叭辐射脉冲波形畸变分析

指数渐变TEM喇叭沿主轴方向长度一定时,主射方向上辐射脉冲峰峰值随口径高度递增,当辐射脉冲峰峰值到达最大值后,辐射脉冲峰峰值随着口径高度递减,并且辐射脉冲波形发生畸变。为了分析响应波形畸变原因,基于等效开路传输线模型给出指数渐变TEM喇叭脉冲响应的近似表达式,并且结合指数渐变TEM喇叭内部的电磁能量流动过程修正辐射脉冲表达式。理论分析表明,指数渐变TEM喇叭辐射脉冲由两个分量叠加而成,并且这分量之间存在的相对时延与高度渐变线的相对变化率正相关,过大的相对时延会使辐射脉冲的波形发生畸变,从而导致辐射脉冲峰峰值小于同尺寸线性渐变TEM喇叭的辐射脉冲峰峰值。利用电磁仿真软件得到相同尺寸的指数渐变TEM喇叭与线性渐变TEM喇叭的辐射脉冲波形,通过二者之间的对比验证理论分析的正确性。     

基于时域BLT的多导体传输线串扰响应分析

当传输线上通有电压和电流信号时,会在其周围的传输线上产生串扰响应。采用时域BLT方程建立多导体传输线对多导体传输线的串扰模型,分析了不同数目和不同频率正弦波集总电压源激励下的多导体受扰线终端负载串扰电压响应特性。研究结果表明,受扰线终端负载上的串扰电压响应主要频点的个数与集总电压源的个数相同,响应频点与集总电压源的频率相等,响应幅值与相应电压源离受扰线的间距有关。     

超宽带TEM喇叭天线的低频分离回路设计

在超宽带TEM喇叭天线的设计中,往往由于低频性能优化和天线小型化两者难以兼顾,而使得其应用受到限制。该文针对低频的反射问题,基于带通滤波器并联的设计思路,且区别于传统天线末端的低频反馈回路结构,提出在超宽带TEM喇叭天线馈电过渡结构上设计低频分离回路结构,减少低频分量在天线末端的反射,从而改善天线的低频性能。采用该设计思路,对一款超宽带TEM喇叭天线的结构进行改进并实现其优化设计。通过对比改进前后的天线性能,其阻抗带宽的低频降至0.1 GHz,拓展了12.5%,同时天线端口馈电效率提升10%,结果验证了该设计思路和方法对于超宽带TEM喇叭天线低频优化的有效性。最终,对阻抗特性以及该结构在不同频点下电流分布的分析,进一步证实新思路的可行性。     

基于时域BLT的多导体传输线串扰响应分析

当传输线上通有电压和电流信号时,会在其周围的传输线上产生串扰响应。采用时域BLT方程建立多导体传输线对多导体传输线的串扰模型,分析了不同数目和不同频率正弦波集总电压源激励下的多导体受扰线终端负载串扰电压响应特性。研究结果表明,受扰线终端负载上的串扰电压响应主要频点的个数与集总电压源的个数相同,响应频点与集总电压源的频率相等,响应幅值与相应电压源离受扰线的间距有关。     

基于时域弹跳射线法的海面复合目标近场回波仿真

雷达回波信号的获取对研究动态目标识别和雷达成像具有十分重要的意义。提出了一种基于时域弹跳射线法(Time Domain Shooting and Bouncing Ray, TDSBR)的动态目标回波仿真模型,用于模拟海上电大目标的近场雷达回波。该模型采用TDSBR方法直接在时域计算弹载雷达照射下的目标与海面近场复合散射特性,并结合“stop-go”方法模拟雷达与目标之间的相对运动,实现了弹载雷达照射下海上运动舰船目标的回波信号仿真。仿真结果表明,该模型可以有效呈现海面与海上目标的耦合效应,实现对目标速度和距离的预测,具有良好的精度和较高的效率,在海洋环境中弹载雷达的回波预测和目标检测中具有广阔的应用前景。