一维液晶全息编码相控阵天线设计与实现

针对小型极化相控阵雷达精确信号目标探测应用背景,为降低传统T/R相控阵天馈系统设计及调试复杂度,满足低功耗、低损耗、低成本制造、轻薄等应用需求,提出了一种液晶全息编码相控阵天线.主体采用小型化全息辐射单元、慢波结构、平行板波导馈电系统构成的一维全息电控扫描相控阵天线,利用成熟液晶面板制造工艺,通过控制全息辐射单元下方液晶分子的偏转状态调节天线谐振频点,组成全息编码相控阵天线.天线结构通过仿真优化确定,并在实物加工和测量基础上通过全息优化算法及电压灰度控制降低由耦合作用引入的副瓣性能恶化度,用梯度递减的搜索算法结合适当的目标函数优化算法实现方向图的最优控制.实测结果表明,该天线的波束扫描角度达到±49°,经过算法优化后,波束指向角准确度改善3°,旁瓣抑制电平改善1.7 dB.     

改进生成式对抗网络的图像数据集增强算法

针对现有深度学习中图像数据集缺乏的问题,提出了一种基于深度卷积生成式对抗网络(Deep Convolutional Generative Adversarial Network, DCGAN)的图像数据集增强算法。该算法对DCGAN网络进行改进,首先在不过多增加计算量的前提下改进现有的激活函数,增强生成特征的丰富性与多样性;然后通过引入相对判别器有效缓解模式坍塌现象,从而提升模型稳定性;最后在现有生成器结构中引入残差块,获得相对高分辨率的生成图像。实验结果表明,将所提方法应用在MNIST、SAR和医学血细胞数据集上,图像数据增强效果与未改进的DCGAN网络相比显著提升。     

一种多普勒容忍的抗间歇采样转发干扰恒模互补波形和接收滤波器联合设计方法

作为一种典型的相干干扰,间歇采样转发干扰利用欠采样原理,能够在雷达接收机产生多个高逼真假目标,使雷达对真实目标的检测失效.针对这一问题,该文提出了一种基于多普勒容忍的多脉冲互补序列和接收滤波器联合设计的抗间歇采样转发干扰方法.首先,考虑设计序列的多普勒容限,以最小化发射序列和接收滤波器模糊函数旁瓣能量以及干扰信号和接收...     

一种双极化液晶阵列天线设计与方向图综合方法

针对极化相控阵雷达应用背景,提出了一种基于电磁调控液晶的二维方向图可重构双正交极化阵列天线设计方法.该阵列天线设计由两种极化方式的亚波长超表面天线线阵交替排列构成,线阵上的单元均有两种工作状态,且每个单元都可以独立控制.该天线在一个方向维度上利用液晶超材料结构的电磁调控能力采用全息方向图综合方法实现了两个极化方式的独立调控,另一个方向维度上采用外部移相器对两个极化方式进行分别调控,创新地在两个方向维度上分别实现了正交极化信号的同时方向图重构,并确保了正交极化在二维方向图重构的一致性和良好的隔离度.仿真结果表明在法线两个正交极化的主瓣电平差小于0.01 dB,波束指向角为-40°时两个正交极化的的主瓣电平差小于0.02 dB.文章提出的双极化液晶阵列天线设计和方向图综合方法具有正交极化一致性好、结构简单等特点,并具有低功耗、低损耗、低成本制造、轻薄等优点,为小型全极化相控阵雷达精确信号制导应用提供了一个新颖的设计方案.     

一种极化-多普勒气象雷达的射频干扰滤波方法

为了滤除极化-多普勒气象雷达中的射频干扰,该文提出利用谱极化滤波器,适用于同时发射同时接收(STSR)和分时发射同时接收(ATSR)体制的极化气象雷达。首先利用C波段STSR气象雷达的实测数据研究射频干扰的时域、频域和极化域特性,建立射频干扰信号模型。然后,在X波段ATSR雷达的数据中仿真加入射频干扰,验证谱极化滤波器的有效性。总体看来,在ATSR雷达中利用谱极化滤波器可以有效保留降雨目标并且滤除射频干扰。最后,针对STSR雷达提出利用数据分集的方法,STSR雷达的实测数据可以模拟ATSR雷达数据,再利用谱极化滤波器实现射频干扰滤除,同样可以取得较好的滤波效果。      

三面角反射器的高频电磁散射分析

角反射器是一种宽角域的常见无源干扰设备,常被用于保护关键目标. 但传统金属角反射器特性固定,需借助新型电磁材料实现角反射器的特性优化. 有源频率选择表面（adaptive frequency selective surface,AFSS）是在单元间加载一系列可变有源器件而构成的具有可调电磁特性的新型结构. 为拓展角反射器的适用范围、分析电磁材料角反射器的散射特性以更好地保护关键目标,本文设计了一种基于单面AFSS的电控角反射器,并仿真计算分析了该电控角反射器的散射特性. 仿真结果表明设计的电控角反射器的散射特性可灵活调控,即不同偏置电流下AFSS单元可对入射电磁波能量产生不同反射效果;同时验证了该电磁调控角反射器的宽角域特性,其调控角域在方位向、俯仰向均大于60°,实现了基于无源散射体的宽角域实时调控效果. 相较于传统角反射器和平面电磁材料,所设计电控角反射器兼具实时调控性和宽角域特性,拓展了角反射器的应用场景和适用范围.

     

分层介质球内场计算的一种改进算法

球体内部电场的获取是介质目标电磁散射特性计算中的关键技术问题.常用方法之一是基于Mie理论的递推算法,由于小宗量时Riccati-Bessel函数存在奇异,使得现有算法存在计算不够稳定的缺点.针对这一问题,提出了一种分层介质球内场获取的改进算法.该算法提出了新的内场展开系数递推关系,改进了现有的Riccati-Bessel函数递推式,解决了Riccati-Bessel函数的奇异性问题.同时,与FEKO 5.4的计算结果比对表明,该算法具有很高的精度,能够为复杂介质散射特性研究提供参考和对比.     

一种双极化气象雷达自适应谱极化滤波方法

针对双极化气象雷达中非气象回波的滤除问题,该文提出一种基于詹森-香农散度原理的自适应移动谱去极化比(AMsDR)滤波方法。该方法根据不同方位向回波的谱去极化比分布情况,利用气象回波和杂波在距离-多普勒图上的特征差异实现气象回波的保留和杂波的滤除。与现有固定阈值的移动谱去极化比滤波器相比,AMsDR滤波方法可根据不同方位向降雨和杂波的回波差异自适应地选择滤波阈值,提高杂波抑制与降雨保留性能。      

新型变极化角反射器设计及散射特性分析

面向无源干扰灵活可调的发展需求,提出了一种基于极化栅加载的新型变极化角反射器,通过在金属角反射器内壁加载极化栅,以极低的成本实现了角反射器散射回波极化状态的灵活调控.以方形三面角反射器底面内壁加载圆形极化栅为例开展了仿真工作,分别对电磁波正入射以及宽角度入射两种不同场景下散射回波的极化特性进行了分析.仿真结果表明,所设计的变极化角反射器随着极化栅的旋转,回波出现显著的变极化响应,在Poincaré球上呈近似“8”字形,极化状态依次经历垂直线极化、左旋椭圆极化、水平线极化和右旋椭圆极化.此外,特定旋转角度下,经变极化角反射器调制的电磁回波在口面内呈现空域差异性.为验证所设计的新型角反射器的极化调控能力,利用PCB工艺加工制作了极化栅,并将其加载至角反射器内壁,开展了暗室测试,测试数据表明本文所提出的变极化角反射器在时间维和空间维上具备极化调控能力.因此,本文所提出的变极化角反射器在雷达对抗领域有广阔的应用前景.     

极化相控阵雷达技术研究综述

具有极化测量能力的相控阵雷达是世界强国用于导弹防御、空间监视等战略领域的尖端精密雷达,是军用雷达技术竞争的战略制高点.近年来,在精确制导、微波遥感和气象观测等领域也越来越多地出现了极化相控阵雷达,部分雷达系统已成为行业标杆.该文梳理了极化相控阵雷达在各领域的发展历程和系统研制情况,综述了极化测量误差校正、天线方向图重构...