相控阵天线的相位中心标记方法研究

摘要

随着电磁场技术、信号处理技术、制造技术和计算机数据处理能力的发展，相控阵天线已广泛应用于雷达、制导、导航和电子对抗等领域。通过控制改变相控阵天线中各个天线单元所馈信号的相位和幅度值，可控制相控阵天线的波束辐射方向。现今众多的科研工作者主要关注于相控阵天线的增益、主瓣宽度和副瓣电平等幅度方向图特性的研究，而对相控阵天线的相位方向图特性和相位中心等方面的研究还比较少。随着应用的不断拓展和深入，在一些研究应用领域中，对相控阵天线的辐射场相位方向图特性以及相控阵天线的相位中心特性等又提出了新的要求。
　　基于上述背景条件，本文将结合工程应用的需求，深入研究相控阵天线的相位中心标记技术，主要研究内容包括以下几个方面：
　　1.系统地分析和比较了目前常用的标记天线相位中心的方法，包括移动参考点法、关键点法、模拟退火算法、相位梯度法、最小二乘法以及商业电磁仿真软件仿真法等。从原理和方法上论述了各种标记方法的优缺点，并通过对典型喇叭天线相位中心的标记实践，探究了这些方法的可靠性和精确度以及推广到相控阵天线相位中心标记的可行性。
　　2.论述了基于矩阵直接计算的最小二乘法在标记天线相位中心应用中的优势，建立了基于矩阵直接计算的天线最小二乘法相位中心模型，分析推导了通过天线相位方向图标记其相位中心的算式。
　　3.结合相位中心和视在相位中心的定义，分别采用仿真和实验的方法，检验了通过天线辐射远场区相位方向图，用基于矩阵直接计算的最小二乘法标记单天线相位中心、相控阵天线相位中心的可行性和准确性。
　　4.利用MATLAB的图形化用户界面，在本文的研究和分析基础上，以基于矩阵直接计算的最小二乘法为核心算法，开发了结合数据处理和运算的可标记天线相位中心的软件程序和可标记不同工作状态下相控阵天线相位中心的软件程序。
　　5．分别采用仿真和实验的方法，探究了相控阵天线在不同工作频率和不同波束扫描等工作状态下时，相控阵天线相位中心的稳定性情况。

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第一章 绪 论

1.1 研究相控阵天线相位中心的意义及背景

1.2 相位中心的研究现状

1.3 天线的数值计算方法

1.4 本论文章节安排

第二章 相控阵天线基本理论

2.1 引言

2.2 相控阵天线理论

2.3 小结

第三章 相位中心标记方法研究

3.1 引言

3.2 天线的相位中心与视在相心

3.3 天线相位中心标记常用方法研究

3.4 小结

第四章 基于矩阵直接计算的最小二乘法

4.1 引言

4.2 基于矩阵直接计算的最小二乘法求解相位中心

4.3 计算软件编写

4.4 小结

第五章 相控阵天线相位中心研究

5.1 引言

5.2 相控阵天线相位中心研究

5.3 不同工作状态下相控阵天线相位中心稳定性研究

5.4 测试

5.5 相控阵天线相位中心计算软件

5.6 小结

第六章 结 论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果