相控阵天线

摘要： 根据任务需求,设计了一种液冷有源相控阵天线结构,并对天线主要组成结构进行了具体介绍,基于ANSYS Workbench有限元软件对天线进行了模态分析和随机振动分析,得到了各工况下的天线应力云图和变形云图,仿真结果表明,天线材料选用及结构强度校核均满足设计要求,且通过环境试验进一步验证了该天线结构设计的可行性和合理性,为今后类似相控阵天线结构设计提供了技术参考。

摘要： 宽带高速跳频是卫星通信对抗系统的主要抗干扰手段之一,Ka频段相控阵终端作为未来的一种重要终端站型,必须适应跳频应用的场景。针对高速跳频信号的宽带随机性,动中通载体的高机动性以及相控阵天线的扫描增益下降特性,提出在补偿波束指向偏移的基础上,基于宽带高速跳频信号的相控阵波束跟踪技术,实现Ka频段相控阵波束的高精度指向跟踪。

摘要： 本文介绍了一个基于FPGA的相控阵天线波控和热控软件的设计。相控阵天线是未来卫星对地数据传输领域的发展方向之一,矩阵式相控阵天线通过输入给每个阵元的相位电压来控制天线发射或接收角度。本文介绍了一个基于FPGA的相控阵天线波控和热控程序设计,主要功能是根据输入的命令解析天线指向角、输出阵元波控相位电压,实现基于Verilog语言的理论波控算法的工程化;同时为保持天线工作在理想温度范围内,通过自动控制原理实现对天线的热控控制。

摘要： 针对航天测控中的全空域多目标需求,设计了一种基于球面加柱面的球面共形阵测控天线,研制了工程样机,利用多级数字波束形成技术完成整个空域内多个目标的测控任务,介绍了球面共形阵测控天线的组成、工作流程、波束形成原理,并探讨和验证了该天线的通道一致性校正方法。基于球面加柱面的球面共形阵测控天线为全空域多目标测控提供了有效的技术解决途径,是未来航天测控的重要发展方向。

摘要： 介绍了国内外海洋物联网的最新发展,对比了陆地物联网与海洋物联网的异同之处;指出卫星通信在海洋物联网中的重要地位,分析了卫星通信在海洋物联网中的实际应用情况以及存在的问题;最后总结出了海洋物联网对卫星通信的需求,并给出了技术研究方向。

摘要： 在相控阵天线的实际应用中,通过智能优化算法可以快速得到所需方向图以及天线阵列中各天线单元的幅度值和相位值,实现波束赋形的效果。针对粒子群(Particle Swarm Optimization, PSO)算法后期搜索能力弱的问题,在粒子群算法的基础上引入了蝴蝶算法(Butterfly Optimization Algorithm, BOA)中的局部搜索机制与莱维飞行因子,采用“精英”粒子筛选模式,提出了一种新的改进粒子群优化算法BPSO(Butterfly Particle Swarm Optimization Algorithm)。计算结果验证该优化方法与粒子群算法相比,在迭代后期也具有很强的收敛能力,并且收敛速度也优于其他基础算法。

摘要： 利用光延时技术抑制宽带相控阵雷达的波束色散,光延时量的离散特性会引入波束指向偏差。通过线性相位拟合法分析了最小延时改变对阵面等效相位分布的影响,建立了延时线步进与雷达波束指向偏差间关系的理论模型,得到波束指向偏差与延时步进成正比,与阵元间距、阵元数平方和波束指向的余弦值成反比。通过仿真和实测数据验证了该技术的可行性。实测结果表明,在8~12 GHz宽带微波信号下,±60°扫描范围内,宽带波束的指向偏差小于0.77°,带内指向色散小于0.98°,峰值能量损失小于0.89 dB,旁瓣抑制比超过11.06 dB。

摘要： 在多目标测控系统中,采用数字多波束技术能够获得更多的同时多目标数量、更灵活的系统配置方式和更强的扩展性。本文针对FDMA系统,设计了一种数字接收组件,每个数字接收组件能够对1个16阵元的接收天线子阵进行信号处理,形成8个同时FDMA波束。工程应用结果表明,系统的各项指标达到了使用要求,具有较强的灵活性和可扩展性,能够满足使用要求。相控阵天线根据波束形成所采用的硬件形式,可以分为模拟波束形成(ABF)和数字波束形成(DBF)。

摘要： 提出了一种基于电调可重构超表面的低成本相控阵天线。该天线结构由天线底部的抛物线反射面馈电网络、上层的波导缝隙阵列及在波导中加载的电调超表面3部分组成,通过抛物线反射面将馈源在天线下层平板波导中产生的柱面波转换为平面波并用来激励天线上层的波导缝隙阵列。为了实现低成本的波束扫描,在每条独立的波导缝隙天线前端加载了具有360°相位调制能力的电调超表面。通过改变变容二极管上的偏置电压的大小可改变超表面的透射相位,实现连续的波束扫描能力。该天线可实现±30°的连续波束扫描,最大副瓣电平值为-13 dB,增益变化为-2 dB。该天线的低成本、高效率的波束扫描特性使其非常适合应用在一些低成本的雷达及通信系统中。

摘要： 相较于风冷、相变等散热方式,液冷具有稳定、效率高等优势,是目前相控阵天线散热的首选方式。针对等截面平直流道相控阵天线冷却不均匀、收发(transmitting/receiving,T/R)组件温差大的突出问题,与以往部件级热控设计方法不同,本文首次提出了相控阵天线整机热控设计思路,设计了变截面平直流道和双螺旋流道两种优化结构。仿真和实测结果表明,双螺旋结构流道冷却效果最优,优化后芯片最高温度降低了35.6%,T/R温差降低了51.8%。此外,所提方法成功量化给出了流速对冷却效果的影响,可有效解决大功率有源相控阵天线热控设计难题,可行性和实用性强。

摘要： 为在有限的硬件资源下对大型相控阵天线进行任意位置处场强分布的预估,本文基于阵列天线的单元激励方向图方法进行分析,并借助Feko软件的强大功能,通过实例,快速、高效、精确地完成相关仿真工作.

摘要： 卫星终端分布式相控阵天线系统有着良好的可靠性和灵活性等诸多优势,由于多个天线在终端载体分布的空间位置不同,信号在到达接收端时经历的时延也不相同,因此为了进行信号的有效合并,首先需要将多路信号在时间上进行对齐.本文在对传统时延估计方案进行分析的基础上,针对于卫星终端分布式相控阵天线系统的特点对基于合成信号的多路时延估计方案进行研究并对其简化方案的动态调整策略进行了设计.仿真表明,本文提出的多路时延估计方案能够有效地提升时延估计的性能,算法复杂度较低,同时添加动态策略的时延估计简化方案较好地减小了系统误差.

摘要： 相控阵的失效单元的诊断受到研究者的广泛关注.本文分析并仿真了一种具备低副瓣电平,低交叉极化的相控阵天线.该天线可以采用时间调制,从而灵活地控制相控阵的工作状态,为阵列诊断的研究提供实验数据.

摘要： 由于接收机钟差的存在以及地面布站几何分布的局限性,基于单向测量的地基导航系统仅能在有限的覆盖区域实现导航定位,当目标飞行高度较高时,其几何精度因子将急剧增加,从而导致定位误差快速恶化,甚至无法定位,针对上述问题,本文提出了一种基于非相干测量的新型地基导航系统.该地基导航系统由若干基于相控阵天线的地面导航站组成.首先各地面导航站利用数字多波束技术对覆盖空域进行目标搜索及跟踪,根据目标数产生相应数量的扩频测距信号,并通过多波束发射到各目标导航终端,各目标导航终端接收该上行扩频测量信号经非相干转发,生成下行扩频测量信号发射到各地面导航站;然后地面导航站通过非相干测量技术实现相对距离的测量,同时将测量信息实时放入下一测量帧中送至导航终端.导航终端对多站的上行测量帧进行解扩、解调等处理,并将各站的测距值送入导航处理模块,基于三站几何定位原理实现对目标的实时导航定位.相比于传统的基于单向测量的地基导航系统,该系统由于无需考虑接收机钟差对导航定位的影响,因此在相同的飞行区域其PDOP值明显较小,且导航定位精度高.理论分析及仿真结果证明了该系统的有效性及优越性.

摘要： 近年来以Starlink为代表的低轨巨型星座的构建不仅创造了全新的卫星通信商用模式,而且也给传统的卫星导航定位应用带来了新的机遇与挑战.以此类重大空间通信基础设施为依托,世界各国都在研究开发新的定位导航功能,这也成为学术界和工业界共同关注的热点.针对这一需求,利用通信卫星自身可附带的导航电文播发能力,结合低轨卫星通信终端链路建立与相控阵天线应用的特点,提出了基于双星通信链路来波方向互夹角测量、卫星与终端测距,以及在平台自身高度约束条件下的全新测姿定位方法,实现了携带有相控阵天线的卫通终端平台的姿态测量与位置解算.在对该方法模型求解条件仔细分析的基础上,利用空间几何原理详尽解释了该模型的物理意义,并给出了简洁的几何求解方法,最后通过仿真验证了上述理论分析与求解过程的有效性与正确性.该方法不仅为低轨巨型通信星座中配置了卫通终端的运动平台的姿态测量与位置解算提供了新的技术手段,而且为卫星导航应用探索了新的发展之路,也为未来卫星导航与卫星通信的综合化集成发展提供了重要参考.

摘要： 现有车辆胎压监测系统(Tire Pressure Moni-toting System,TPMS)存在传感器需要定时更换电池以及测量条件受限等缺陷.本文基于无线无源谐振型声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器设计了一款可用于胎压监测系统的阅读器,其特点是采用扫频测强度的方式以提高测频精度,通过相控阵天线提高轮胎压力实时检测的稳定性.

摘要： 微波/毫米波固态有源相控阵天线在通信、雷达和导航等电子装备中得到广泛应用,三维互联与封装技术是研制小型化、高集成和高可靠微波/毫米波有源相控阵天线MMCM的关键技术.本文通过开展三维多层多芯片热布局优化设计,使MMCM温度分布均匀,保证三维MMCM可靠工作.通过研发含有双面高精度腔体的LTCC多层电路基板,并采用BGA和毛纽扣微波/毫米波垂直互联工艺、激光密封焊接工艺,研制出小型化、高性能和高可靠的三维微波/毫米波多芯片模块,满足新一代微波/毫米波相控阵天线技术要求.

摘要： 目前电子不停车收费系统在实际应用中显露出跟车干扰、邻道干扰、倒车和插队,以及交易成功率不高造成通行车速过低等诸多问题和缺陷,严重影响了用户的体验感和车道通行效率.本文在对现有ETC系统进行深入研究和分析的基础上,提出采用相控阵列天线和激光扫描仪精确定位车辆的ETC系统,根据激光扫描仪获取的实时车辆定位信息、车辆纵向轮廓信息来控制天线投射到车道的通信区域的长度与位置,确保与OBU的交易时间,完成车辆队列构建和车型识别以及有效OBU车辆的交易、无效OBU车辆和无OBU车辆的辨识,实现了设置随车辆位置变化而变动的自适应通信区.实测结果表明,该系统车辆定位信息最大误差只有10cm左右,车型识别率可达97.21％,具有很大的推广价值.

摘要： 目前电子不停车收费系统在实际应用中显露出跟车干扰、邻道干扰、倒车和插队,以及交易成功率不高造成通行车速过低等诸多问题和缺陷,严重影响了用户的体验感和车道通行效率.本文在对现有ETC系统进行深入研究和分析的基础上,提出采用相控阵列天线和激光扫描仪精确定位车辆的ETC系统,根据激光扫描仪获取的实时车辆定位信息、车辆纵向轮廓信息来控制天线投射到车道的通信区域的长度与位置,确保与OBU的交易时间,完成车辆队列构建和车型识别以及有效OBU车辆的交易、无效OBU车辆和无OBU车辆的辨识,实现了设置随车辆位置变化而变动的自适应通信区.实测结果表明,该系统车辆定位信息最大误差只有10cm左右,车型识别率可达97.21％,具有很大的推广价值.

摘要： 目前电子不停车收费系统在实际应用中显露出跟车干扰、邻道干扰、倒车和插队,以及交易成功率不高造成通行车速过低等诸多问题和缺陷,严重影响了用户的体验感和车道通行效率.本文在对现有ETC系统进行深入研究和分析的基础上,提出采用相控阵列天线和激光扫描仪精确定位车辆的ETC系统,根据激光扫描仪获取的实时车辆定位信息、车辆纵向轮廓信息来控制天线投射到车道的通信区域的长度与位置,确保与OBU的交易时间,完成车辆队列构建和车型识别以及有效OBU车辆的交易、无效OBU车辆和无OBU车辆的辨识,实现了设置随车辆位置变化而变动的自适应通信区.实测结果表明,该系统车辆定位信息最大误差只有10cm左右,车型识别率可达97.21％,具有很大的推广价值.

摘要： 本发明公开了一种宽角扫描电偶极子相控阵天线单元及相控阵天线。所述天线单元包括：水平印制板、竖直印制板、金属地板、同轴电缆构成，所述水平印制板在最顶层，金属地板在最底层，竖直印制板夹在水平印制板和金属地板之间；所述水平印制板包括在底层印刷有花瓣形电偶极子、顶层印刷弧形微带巴伦、以及连接线，金属化过孔将电偶极子其中一臂与连接线连接，非金属化过孔用于穿过同轴电缆的内导体；竖直印制板两侧印刷有完全相同的两种结构，分别为非接地结构、接地结构。本发明的天线单元剖面较低，具备25％的相对工作带宽，在方位(E面)和俯仰(H面)两个维度均能实现±60°的扫描特性，适用于低剖面宽带宽角扫描相控阵天线系统。

摘要： 本发明公开一种平面化宽带宽角扫描相控阵天线单元及相控阵天线，包括自上而下设置的上层介质基板、中层介质基板、底层介质基板、金属地和射频连接器；上层介质基板上表面有周期排列的匹配圆环；中层介质基板上表面印刷有蝶形偶极子；底层介质基板上表面有去耦合金属条带，在去耦合金属条带的两端分别设置有去耦合金属通孔，去耦合金属通孔穿透底层介质基板连接金属地和去耦合金属条带；射频连接器内芯穿过金属地、底层介质基板和中层介质基板连接至蝶形偶极子上，短路金属通孔贯穿底层介质基板和中层介质基板连接至蝶形偶极子上；本发明引入去耦合金属条带和去耦合金属通孔，消除天线带内谐振点，改善天线在工作带宽内宽角扫描时的驻波性能。

摘要： 本发明提供一种射频组件、相控阵天线及相控阵天线装置。该射频组件包括：K路收发通道，每路收发通道中，频率双工器，第一端与低段收/发单元的第一端连接，第二端与高段收/发单元的第一端连接，第三端用于输入或输出射频信号；低段收/发单元，第二端与发射高/低频段选择开关的第一端连接，第三端与接收高/低频段选择开关的第一端连接；高段收/发单元，第二端与发射高/低频段选择开关的第二端连接，第三端与接收高/低频段选择开关的第二端连接。本发明的射频组件有利于构成增益高、抗干扰、抗截获能力强的通信天线，从而提高无线组网通信系统的通信距离及通信容量。

摘要： 本发明提供一种非规则天线子阵、相控阵天线及相控阵天线的设计方法。非规则天线子阵包括：呈矩阵形式排布的多个天线单元，矩阵的每行和每列均包括至少两个天线单元，任意两个相邻天线单元之间距离相等；矩阵平面上设置至少一个射频接口，每个射频接口对应一个由任意四个呈矩阵形式排布的相邻天线单元构成的天线组合，射频接口位于对应天线组合中四个呈矩阵形式排布的相邻天线单元的中心点，射频接口到四个呈矩阵形式排布的相邻天线单元的距离相等且与其中任一天线单元连接；对于任意一个天线单元，其至多与一个射频接口连接，其至少属于一个存在对应射频接口的天线组合。由本发明提供的非规则天线子阵组成的相控阵天线，能有效提高旁瓣抑制水平。

摘要： 本发明提供一种射频组件、相控阵天线及相控阵天线装置。该射频组件包括：K路收发通道，每路收发通道中，频率双工器，第一端与低段收/发单元的第一端连接，第二端与高段收/发单元的第一端连接，第三端用于输入或输出射频信号；低段收/发单元，第二端与发射高/低频段选择开关的第一端连接，第三端与接收高/低频段选择开关的第一端连接；高段收/发单元，第二端与发射高/低频段选择开关的第二端连接，第三端与接收高/低频段选择开关的第二端连接。本发明的射频组件有利于构成增益高、抗干扰、抗截获能力强的通信天线，从而提高无线组网通信系统的通信距离及通信容量。

摘要： 本发明涉及航天热控制技术领域，尤其涉及一种相控阵天线的散热结构、相控阵天线及卫星平台，相控阵天线的散热结构用于对卫星平台的相控阵天线进行散热，卫星平台包括卫星舱板，相控阵天线的散热结构包括第一热管、平板热管和第二热管；第一热管埋设于卫星舱板内；平板热管设置于卫星舱板的内表面上，用于支撑相控阵天线的天线组件，平板热管上设置有第一凸起，第一凸起位于卫星舱板内且第一凸起的外侧面和位于第一凸起外侧的部分平板热管与第一热管相贴靠；第二热管设置于卫星舱板的内表面上。本发明中的相控阵天线的散热结构占用空间小，且解决了天线组件的散热问题，缩短散热路径，提高散热效率，保证卫星平台上的相控阵天线正常工作。

摘要： 本发明涉及航天热控制技术领域，尤其涉及一种相控阵天线的散热结构、相控阵天线及卫星平台，其中相控阵天线的散热结构包括预埋热管网络、支撑机构和外贴热管，预埋热管网络包括埋设于卫星舱板内的第一热管和第二热管，第一热管在卫星舱板上的投影与第二热管在卫星舱板上的投影交叉设置；支撑框架包括用于安装天线模块的阵面框架和组件框架，组件框架设置于阵面框架上，阵面框架和组件框架分别连接卫星舱板；外贴热管的冷凝段外贴于卫星舱板的外表面，外贴热管的蒸发段连接于组件框架。本发明的相控阵天线的散热结构通过外贴热管和预埋热管网络对安装于支撑机构上的天线模块进行散热，缩短传热路径，减小传热热阻，显著提高散热效率。

摘要： 本申请提供一种相控阵天线的子阵组件及相控阵天线。该子阵组件形成2个或2个以上独立波束；子阵组件包括收发共口径天线层、控制网络层、电源网络层、多波束网络层和多波束组件芯片层；收发共口径天线层、控制网络层、电源网络层、多波束网络层和多波束组件芯片层通过多层印制电路板工艺PCB或者低温共烧陶瓷工艺LTCC进行整体压合。子阵组件应用于相控阵天线，实现一种多波束收发共口径有源相控阵天线的可扩展瓦式架构。

摘要： 本发明公开了一种雷达技术领域的二维相控阵天线设计方法、装置和二维相控阵天线，方法包括获取天线数目N、波长和天线最小间距，根据天线数目N和波长构建有N*N等距格点的网格；根据每行每列仅有一个天线分布以及任意天线之间的距离不小于所述最小间距的约束条件，获取天线在等距格点的网格中的所有天线分布阵列；计算获取每个天线分布阵列的远场分布数据，根据所有远场分布数据计算出所有天线分布阵列对应的信噪比；根据信噪比参数在所有天线分布阵列中选择需要的天线分布阵列。实现使用较少的天线实现光栅旁瓣消除的二维相控阵的设计方案和二维相控阵天线排布结构。

摘要： 本发明提供了一种相控阵天线的耦合校准网络和相控阵天线系统，该耦合校准网络应用于一种天线阵面，天线阵面包括多个天线子模块，耦合校准网络包括多个耦合功分模块，每个耦合功分模块包括多个耦合器和一个功分器，耦合器分别与天线子阵列和T/R组件相连，耦合功分模块的耦合器通过功分器合成为一个合成端口；耦合功分模块将校准模块发送的校准信号发送至天线子模块的T/R组件，以使得T/R组件根据校准信号获取各个天线子阵列对应的接收校正系数，或将对应天线子模块的每个天线子阵列的被测信号发送至校准模块，以使得校准模块根据每个天线子阵列的被测信号获取每个天线子阵列对应的发射校正系数。本发明能够实现相控阵天线的在线校准。