【摘 要】
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满足交叉极化和副瓣电平约束条件下的阵列天线波束赋形问题是一个高度非线性的非凸问题,传统的优化方法难以求解.将该问题转化为一个半正定松弛(SDR)问题,从而可以有效求解.运用将该方法,对一个非均匀间距的16元微带天线阵列进行有源方向图综合,在满足预设的副瓣和交叉极化约束条件下实现了期望的波束赋形效果.
【机 构】
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厦门大学电磁声学研究院,厦门361005 厦门大学电磁声学研究院,厦门361005;Electri
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满足交叉极化和副瓣电平约束条件下的阵列天线波束赋形问题是一个高度非线性的非凸问题,传统的优化方法难以求解.将该问题转化为一个半正定松弛(SDR)问题,从而可以有效求解.运用将该方法,对一个非均匀间距的16元微带天线阵列进行有源方向图综合,在满足预设的副瓣和交叉极化约束条件下实现了期望的波束赋形效果.
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本文设计制作了一种工作在X波段的圆极化船舶雷达微带天线阵.采用结构简单的单馈法实现圆极化.天线阵列电流分布采用切比雪夫分布,实现了低副瓣电平的设计.天线阵列馈电网络运用四分之一波长阻抗变换段的方法实现了所需电流比.天线单元和馈电网络集成在同一介质板上,易于加工制作.本文设计的天线具有体积小、重量轻、成本低等特点,在中小型船舶和渔船中具有良好的应用前景.
在超宽带冲击雷达的应用中,通常采用时域阵列天线实现波束扫描,以达到对移动目标跟踪和探测的目的.论文在推导了时域天线平面阵列波束扫描理论的基础上,采用2×4的平面阵列,分别研究了该阵列在二维平面和三维空间的波束扫描.通过控制馈电时延,实现了时域天线阵列按指定方向辐射.仿真结果表明,该阵列天线的扫描方向与预期目标基本吻合,并且在三维空间内,其扫描区域可覆盖(±23°,±26°)范围.验证了时域天线阵列
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为了降低天线阵元之间的耦合,提高MIMO天线的性能,本文提出一种将中和线应用于MIMO天线中的设计.利用中和线的反向互耦原理,与阵元间原来的耦合相抵消,从而提高阵列单元间的隔离度.中和线的位置与长度决定了去耦的效果.将中和线用在工作于2.4GHz的MIMO天线阵列中,仿真结果表明,在天线阵的工作频段上,阵元间的互耦系数降低了14dB,天线阵元间的隔离度得以明显地提高.
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本文分析了极化纯度的意义,并且给出了在阵列矢量场中扫描波束的各个方向上主极化和交叉极化的方向的定义.另外,本文给出了在阵列矢量综合中最优方向性的解析解.并且在矢量综合中,实现方向性的优化,同时,既能够严格控制副瓣电平,又能有效的约束任意区域的交叉极化的分量.
本文通过数值建模方法对置于金属平板载体上孔洞的目标散射特性进行研究.通过采用快速笛卡尔展开(ACE)与多层快速多极子(MLFMA)相结合的方法对其进行计算分析.计算得到在不同极化方式以及不同形状孔洞对目标散射的影响.计算结果表明:对于垂直极化,单个孔洞尺寸增大会导致带孔洞平板的散射增强,当尺寸大于1/4波长时这一变化会非常明显,反之则变化会趋于平缓.
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