频控阵特征及应用前景综述

频控阵是近年来提出的一种新体制阵列技术。与传统相控阵不同的是,频控阵通过在不同通道附加很小的频偏,使其波束图在远场成为随位置、角度和时间变化的函数。频控阵这种新波束的特征产生许多新的功能,具有很多独特的应用优势和广阔的发展应用前景。首先介绍了频控阵发展历程和基本原理,然后分析了频控阵技术实现难点,最后指出了频控阵可能的应用和发展方向。     

蒙皮天线的浅介质腔体散射特性分析

随着隐身技术的不断发展,天线雷达散射截面(RCS)的缩减成为实现低散射平台电磁隐身特性的关键。蒙皮天线是天线RCS缩减的重要技术方向,而腔体散射又是蒙皮天线难以避开的问题,因此,介质浅腔的RCS缩减是实现低RCS天线的重要保障。通过仿真软件FEKO对浅腔、介质及介质浅腔的散射特性进行研究,得到了介质浅腔散射随介质浅腔深度呈现单调变化的条件,给出了一种具有低RCS值的菱形介质浅腔设计方法。该方法利用天线电性能及介质浅腔隐身性能对介质板厚度呈现单调变化的特性,在满足天线驻波比要求的基础上,通过尽量减薄介质基板的厚度实现介质浅腔RCS的缩减。实测结果表明,通过上述方法设计的介质浅腔的RCS得到了接近10 dB的缩减效果。     

分布式嵌套阵列及其DOA估计

提出了一种分布式嵌套阵列天线结构,由两个相互独立的四级嵌套子阵构成。两个子阵间存在一个基线长度,且满足一定条件。对该阵列天线接收到的信号进行高阶累积量和Khatri-Rao积运算可以得到三个完全相同的均匀直线阵列天线结构。针对新得到的阵列天线结构,使用基于空间平滑技术的双尺度酉旋转不变子空间（ESPRIT）波达方向（DOA）估计算法对信号进行DOA估计。该方法可以有效地提高阵列天线的自由度,进而达到提高估计精度的目地。仿真结果证明了基于所提出阵列天线结构的DOA估计方法的有效性。     

船载卫通站天线控制单元引导计算异常的解决

某船载卫通站天线控制单元（ACU）在一次任务海域使用捷联惯导（SINS）作为数据源引导计算时出现了卫星捕获异常情况。针对该问题,从分析船载卫通站卫星捕获原理入手,详细比对了各类引导源的数据格式与异同点,结合以往工程经验进行问题排查定位,提出了相应的解决方案并完成了ACU软件的修改完善和测试验证。试验结果表明,采用所提方法,问题定位准确,解决方案简单有效、可行性强,可为类似问题的解决提供参考。     

基于G-S正交化方法的宽零陷方向图综合

在线性阵列天线方向图无约束Gram Schmidt(G S)正交化综合方法基础上加入零点 导数约束条件实现宽零陷波束图综合。此方法保持了无约束正交化方法中因采用对阵列导 向矢量正交化处理而使得计算简便的优点,适合均匀或非均匀直线阵的综合。 实验结果表明,此零点约束 正交方法能很好实现在零阶、一阶和二阶导数约束条件下线性阵列波束图的综合。     

宽带小型化U型贴片天线的设计

设计了一副中心频率为2 GHz的四分之一波长U型贴片天线。采用U型槽加载减小了探针 电感,使天线实现双谐振工作,通过将双频比调整到接近为1以展宽天线的工作频带,设计 出的天线的带宽达49%(VSWR<2)。利用短路墙加载技术,使天线的尺寸在四分之一波长 左右 ,减小了天线尺寸,天线的尺寸仅为295 mm×40 mm×12 mm。实际制作了该 天线,测试结果与 理论分析基本吻合,验证了设计的正确性。该天线结构简单,便于设计以及加工制作,同时 方便集成于移动通信设备中。     

圆形阵列天线方向图的分布函数优化方法

以离散有限长复指数和的计算为基础,讨论了二维阵列的方向图 问题。通过引入分布函数的概念,可知离散有限长复指数和为其分布函数离散傅里叶变换在 1点的值。基于此结论,分析了二维阵天线阵元分布于天线方向图之间的关系：二维阵列任 意方向的方向图为其在该方向分布函数的离散傅里叶变换,该分布函数可通过统计其投影在 该方向的临近区域处阵元数目获得。然后,通过对混合圆形阵列天线方向图的分析,验证了 该关系的正确性,并说明了上述关系在分析阵列方向图的应用。在此基础上,进一步分析了 阵元权重系数对方向的影响,发现该方法与通过改变阵列天线阵元分布的方法等效。最后 ,提出了基于分布函数的圆形阵列方向图优化方法,并通过仿真实验验证了该方法的可 行性。该方法可通过改变圆形阵列阵元沿径向的权重系数使得其对应的任意方向的方向图与 期望的窗函数近似。     

一种用于隧道覆盖的超宽带单极子天线

通过分析目前隧道或地铁工程中经常使用的泄漏电缆覆盖成本较高的不足,提出了 一种新的设计方案——双向天线覆盖,并且根据平面单极子的辐射特性,采用电磁仿真软件 Ansoft HFSS建模仿真,设计并实现了一款在155～1057 GHz频带内具有良好阻抗特 性的环形椭圆平面单极子天线,其相对带宽接近150%,水平面辐射方向图是沿着隧道双向分 布的,而且实测结果与仿真数据相吻合。该天线结构简单,容易实现,采用壁挂形式,安装 方式简单可靠,造价成本低。     

恒模数字波束形成器在多天线软件无线电平台中的实现

在一个多天线软件无线电平台上实现了基于恒模算法(CMA)的数字波束形成器。利用DSP的EDMA传输方式可以提高数据传输的速率,增加波束形成的实时性。试验结果表明:采用恒模数字波束形成算法,可以使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号达到方向,达到抑制干扰的目的。当采样速率为500 kHz时,在我们的平台上可以实时实现数字波束形成。     

相控阵雷达数据处理系统的仿真

基于相控阵雷达数据处理基本工作原理,阐述了数据处理模块的基本构成及采用的数据关联、跟踪滤波算法,并根据空间探测相控阵雷达的典型工作要求进行了仿真,仿真结果验证了该数据处理系统可以正确工作在空间多目标环境下。