平面稀疏阵列天线的约束优化设计

针对有阵元数和阵列口径约束的矩形平面稀疏阵天线的综合问题,提出了一种基于整数编码的差分进化算法。该方法以每个阵元的栅格位置编号作为设计变量,使阵列的稀疏率满足约束条件,避免了优化过程中的不可行解,还减少了优化变量的个数。为了加速优化过程,采用快速傅里叶变化计算阵列的方向图。以改善阵列峰值副瓣电平为目的进行仿真试验,结果表明：优化后的稀疏天线阵峰值旁瓣电平比现有方法相比改善了1.2~1.7 dB,且具有收敛性和稳定性好的优点。     

二维束宽恒定的二阶锥规划波束形成方法

二阶锥规划作为凸优化理论的一个分支,近些年来已应用于波束形成的研究,但在已有研究中基于均匀线阵的一维波束形成研究得较多,且较少考虑不同指向下的束宽恒定问题。因此,基于矩形平面阵,将二阶锥规划的一维束宽恒定波束形成方法扩展到二维作为主要研究目标,首先采用Dolph-Chebyshev加权方法设计出二维参考波束,再以主瓣逼近和旁瓣最小为约束,引入二阶锥规划方法设计了支持不同俯仰角和方位角指向的二维波束。经仿真分析,所提方法可实现在三维空间中的不同指向下的波束形成,且在俯仰角设定后,在不同方位指向下可实现3 dB束宽较恒定的波束,减少了指向对波束特性的影响,方便于应用。     

基于孔径长度域重采样的快速恒定束宽波束形成

为解决宽带阵列天线波束宽度抖动的问题,在分析阵元权系数和阵列方向图傅里叶变换关系的基础上,提出了一种基于孔径长度域重采样的快速恒定束宽宽带波束形成方法。该方法通过期望方向图的傅里叶反变换获取孔径长度域上的权系数曲线,然后用不同的采样间隔对该权系数曲线进行重采样得到不同频率下的阵元权系数。由于仅需进行一次积分运算,该方法具有运算量小、速度快的特点。为使阵列方向图在恒定束宽的基础上具有更好的方向性,通过对孔径长度域拟合度的分析给出了期望方向图的设计方法。仿真结果表明所提方法可以快速形成方向性较好的宽带阵列恒定束宽方向图。     

雷达引导数值跳点问题的解决方案

针对自跟踪天线数字引导数据出现的跳点现象,以典型的某船载雷达的数引算法为例,首 先阐述了基于分析法轨道预报的计算流程,然后结合具体实例,运用图形仿真和静态与动态 测试相结合的排查定位方法,按照轨道根数计算流程的逆过程逐渐追溯到问题的原因,即一 阶短周期项计算环节存在数据跳变,并通过增加角度空间几何关系的限定条件最终成功解决 了数引跳点问题。     

用于天线阵馈电的新型三等分功分器设计

为了解决传统三等分功分器输出支路跨接隔离电阻实现困难的问题,基于Wilkinson 功率分配器设计理论,通过引入二分之一波长微带传输线,提出了一种新型微带三等分功率 分配器的设计方法。基于此方法,设计了一款应用于海事卫星通信频段的对称结构三等分功 分器。实测结果表明该功分器在整个设计频带内各端口匹配好,各输出支路等分度好、隔 离度高。该功分器已成功应用于天线阵馈电网络的设计。     

MIMO系统中改进的二进制粒子群天线选择算法

在多输入多输出系统中,发射端和接收端的多天线配置提高了信道容量和传输可靠性,而天线选择技术能在保持系统优点的同时有效地降低运算复杂度以及硬件成本。为了能在时变的信道条件下快速地选择出一组最优的天线子集,提出了一种基于二进制粒子群算法的改进的天线选择算法。推导出了二进制粒子群联合收发端天线选择的信道容量公式,并将其作为粒子群算法的适应度函数,使天线选择问题转换成二进制编码串的组合优化问题。通过改进模糊函数提高粒子群算法的收敛性,让二进制粒子群尽可能地收敛于全局最优位置。仿真结果表明,改进的算法能在降低运算复杂度的同时提高收敛性,且系统信道容量趋近于最优算法。     

一种新型高增益小型化四臂螺旋天线

针对卫星通信、卫星导航设备中四臂螺旋天线低仰角增益低、馈电网络尺寸不能满足安装要求的问题,设计了一种新型四臂螺旋天线,采用折叠式威尔金森(Wilkinson)移相馈电网络馈电,采用类八臂渐变式螺旋臂的方法提升天线低仰角增益。天线仿真和测试结果吻合良好,结果显示,在±60°~±90°低仰角范围内天线增益提高了1~2 dB,天线轴比保持在2以内,馈电网络高度降低了1.5 cm。该四臂螺旋天线具有低仰角高增益、圆极化特性良好、尺寸小等特点。     

互耦效应对DOA估计的影响

在均匀线性阵列模型下,结合常规波束形成算法、Capon最小方差无失真响应（MVD R）波束形成算法、MUSIC算法、ESPRIT算法和Root MUSIC算法等几种主要到达角（DOA）估 计算法的原理,分析了互耦效应影响这些算法的作用机理,并利用MATLAB进行了数值仿真。 理论分析和仿真结果表明,互耦效应带来的误差增大了DOA估计算法的估计误差,降低了估 计成功概率,严重影响了算法的性能。     

短波MIMO通信的研究进展

短波通信中的天波传播信道因为多径和多模式传播而具有充分散射的特征,因而非 常适合多输入多输出技术的应用。总结了短波多输入多输出技术通信的研究现状,归纳并分 析了 短波多输入多输出技术本身以及间隔式同构天线阵和同位置异构天线阵在短波多输入多输出 通信中应用的可行性,并指出了需要进一步解决的问题。     

数字多波束相控阵测控系统角跟踪环路设计

为了解决相控阵天线对目标的自跟踪问题,基于数字锁相环路理论,提出了一种相控阵天线数字角跟踪环路设计方案。通过数学建模与仿真验证了方案的正确性,同时表明方案对不同的通道时延具有良好的收敛特性。该方案已成功应用于工程项目。