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《电子科技大学》 2010年
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有源相控阵雷达中若干天线技术的研究与仿真

贾飞飞  
【摘要】: 有源相控阵雷达具有探测距离远、多目标跟踪精度高、抗干扰和隐身性能好、更易于共形等特点,越来越受到各个国家的重视。近年来,各个发达国家纷纷推出了自己的有源相控阵雷达系统。鉴于有源相控阵雷达研究的重要意义,本文针对其中的几个问题做了较为深入的研究。 首先,针对实际工程应用中碰到的有源相控阵雷达中数字移相器量化误差问题做了研究,介绍了量化误差的数学模型,并对传统的随机馈相方法做了仿真分析,给出了二可能值法的仿真结果。仿真发现随机馈相方法虽然在一定程度上对相位量化做了补偿,但是因为其算法的随机性,仍有很大机会出现较差的结果。于是引入了粒子群算法对随机馈相进行优化,算法只需一次就可以得到很好的效果,确保了每一次的运算都能达到实际应用的需求,避免了出现较差结果的可能,最后通过典型平面阵和线阵的仿真证明了算法的优越性。 其次,基于有源相控阵易于共形的特点,仿真设计了一款圆锥载体的共形微带天线阵。设计从普通微带天线出发,首先设计了两款工作于X波段的同轴馈电微带天线和电抗加载边馈微带天线,最后选择加工较为容易,共形更方便的同轴馈电做为共形微带天线阵的阵列单元。将该天线应用于圆锥载体共形上时,发现载体圆周曲率变化同时天线的谐振频率也有较大变化,于是针对天线所在位置载体的圆周曲率,调整每个天线的尺寸及馈电位置,达到了调整整个阵面天线工作频率的目的。基于该天线设计了16元的圆锥载体共形线阵和4×4的圆锥载体共形曲面阵,并引入非支配遗传算法对所设计阵列的方向图进行综合,给出了仿真结果,结果显示非支配遗传算法能够综合考虑共形时的载体情况,达到理想效果。 最后,本文设计了一款工作在X波段,具有27%带宽的宽带微带天线。天线采用贴片上开U形槽结构,通过优化U形槽的槽宽、槽长使天线的工作带宽展宽。文中还将该天线用于圆柱载体的共形设计中,设计了一款16元的共形线阵。通过仿真发现,在圆柱载体情况下,该天线具有良好的阻抗特性和辐射特性。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN958.92

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘腾达;基于共形天线的阵列综合及DOA估计研究[D];电子科技大学;2011年
2 熊哲;幅相误差对相控阵天线的性能影响研究[D];中国舰船研究院;2012年
3 杨幻;低副瓣相控阵天线误差分析及补偿方法研究[D];电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 李秋生;;部分随机馈相对相控阵天线波瓣性能的影响分析[J];赣南师范学院学报;2006年06期
2 朱敏,戎信云,翟丽霞;相控阵雷达二维相位控制坐标分离技术的研究[J];雷达与对抗;1994年03期
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5 李进;胡容;李明刚;薛光;范寿康;;应用微粒群算法修正相控阵相位量化误差[J];微波学报;2008年S1期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 欧阳骏;共形天线及阵列的分析和综合研究[D];电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨晋云;相控阵天线波束指向精度研究[D];西北工业大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 陈杰,周荫清;星载SAR相控阵天线热变形误差分析[J];北京航空航天大学学报;2004年09期
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8 王永光;雷振亚;谢拥军;刘秀祥;徐银芳;;一种利用耦合阻抗改善天线阵列匹配的方法[J];电子器件;2010年05期
9 李知新;相控阵天线的一种新的馈相方法[J];电子学报;1981年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 李贺;赵飞;洪家财;闫书明;;密度加权的稀疏天线阵列研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
2 董亮;;基于遗传算法的圆形阵列随机馈相方法研究[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
3 李建瀛;梁昌洪;;相控阵参数的矩阵分析[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
4 唐守柱;江卫;郭燕昌;;适当预加相位法改进相控阵天线指向精度[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
5 李斌;张盛华;李绪平;;频扫单脉冲天线技术研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
6 宋小弟;汪伟;吴瑞荣;;宽带频扫微带天线阵设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
7 程文昕;薛正辉;李伟明;任武;;平板端射天线阵馈电特性的研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕晖;集中式MIMO雷达信号处理方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 陈曦;相控阵天线相位中心及卫星通信圆极化天线研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 肖科;体面结合积分方程及快速算法在复杂电磁问题中的分析与应用[D];国防科学技术大学;2011年
4 张伟;雷达系统仿真的理论、方法与应用研究[D];电子科技大学;2004年
5 闫敦豹;人工磁导体结构及其应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
6 张国华;谐振型微波光子晶体电磁特性研究及其在天线中的应用[D];国防科学技术大学;2005年
7 赵锋;弹道导弹防御跟踪制导雷达探测技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
8 郑秋容;微波光子晶体带隙特性及其在天线中的应用[D];国防科学技术大学;2007年
9 刘松华;异向介质与基于EBG的相控阵天线研究[D];西安电子科技大学;2008年
10 陈腾博;星载有限电扫描天线阵列馈源的研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘清文;相控阵三维摄像声纳系统主控板软件设计[D];浙江大学;2011年
2 陈松明;基于STK的空间目标监视雷达系统设计研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 杨杰;薄介质载体共形天线阵列的分析与研究[D];电子科技大学;2011年
4 曾传宝;S波段二维相控阵天线研究[D];电子科技大学;2011年
5 罗烜;共形/共口径天线的研究[D];电子科技大学;2011年
6 陈锋;微带天线优化设计中的空间映射方法研究[D];西南交通大学;2011年
7 金杰;基于DDS的相控阵天线信号发生器的设计与实现[D];南京航空航天大学;2010年
8 夏添;电子侦察中二维测向天线阵列配置方式研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 韩玮;基于免疫算法的阵列天线方向图扫描特性的研究[D];天津大学;2010年
10 齐会颖;微带共形天线阵的方向图综合与实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 盛严慈,金荣洪;基于方向图拓展和FFT的阵列快速综合法[J];电波科学学报;2003年05期
2 金荣洪;袁智皓;耿军平;范瑜;李佳靖;;基于改进粒子群算法的天线方向图综合技术[J];电波科学学报;2006年06期
3 刘明罡;冯正和;;分组旋转矢量法校正大规模相控阵天线[J];电波科学学报;2007年03期
4 熊玉学,刘庆照;计算抛物线及椭圆弧长的近似公式[J];东北林业大学学报;1991年02期
5 李知新;相控阵天线的一种新的馈相方法[J];电子学报;1981年02期
6 王布宏;郭英;王永良;齐子森;;共形天线阵列流形的建模方法[J];电子学报;2009年03期
7 袁智皓;耿军平;金荣洪;范瑜;;基于改进的粒子群算法的二维阵列天线方向图综合技术[J];电子与信息学报;2007年05期
8 高波;金荣洪;耿军平;;基于一种新的粒子群算法的天线方向图综合技术[J];电子与信息学报;2007年12期
9 齐子森;郭英;王布宏;龚成;;共形阵列天线MUSIC算法性能分析[J];电子与信息学报;2008年11期
10 李秋生;;部分随机馈相对相控阵天线波瓣性能的影响分析[J];赣南师范学院学报;2006年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吕泽均;高分辨阵列测向技术研究[D];电子科技大学;2003年
2 陈客松;稀布天线阵列的优化布阵技术研究[D];电子科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 罗烜;共形/共口径天线的研究[D];电子科技大学;2011年
2 杨晋云;相控阵天线波束指向精度研究[D];西北工业大学;2004年
3 王平;馈电误差对相控阵天线性能的影响研究[D];华北电力大学(河北);2007年
4 杨鹏;基于共形天线阵的DOA估计及DBF若干算法研究[D];电子科技大学;2008年
5 李岩;介质载体共形天线阵的分析与综合[D];电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 余鹏程;基于宽带共形天线的若干阵列信号处理算法研究[D];电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何芒,徐晓文;圆柱分层媒质中并矢格林函数的快速计算[J];北京理工大学学报;2002年04期
2 刘昊,郑明,樊德森,鲁加国;遗传算法在阵列天线赋形波束综合中的应用[J];电波科学学报;2002年05期
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5 许峰,赵玉洁;新一代预警飞机“费尔康”[J];电子对抗技术;1994年01期
6 聂在平,胡俊,姚海英,王浩刚;用于复杂目标三维矢量散射分析的快速多极子方法[J];电子学报;1999年06期
7 王浩刚,聂在平;三维矢量散射积分方程中奇异性的分析[J];电子学报;1999年12期
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9 张玉,梁昌洪;并行UTD算法及在机载天线分析中的应用[J];电子学报;2003年03期
10 姚海英,聂在平;三维矢量散射分析中奇异积分的准确计算方法[J];电子科学学刊;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 肖绍球;平面型可重构天线研究[D];电子科技大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈燕仙;MEMS开关可重构天线的研究与设计[D];华东师范大学;2005年
【相似文献】
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1 王彦洲;李加祥;;舰载有源相控阵雷达大观[J];现代兵器;1993年05期
2 孙再吉;;俄罗斯的新型X波段有源相控阵雷达[J];半导体信息;2009年06期
3 张晓岚;开发中的新型防御武器——有源相控阵雷达[J];上海航天;2005年05期
4 赵玉洁;王炳如;;空间探测相控阵雷达[J];中国雷达;2001年02期
5 张光义,王炳如;对有源相控阵雷达的一些新要求与宽禁带半导体器件的应用[J];现代雷达;2005年02期
6 朱乙平;;荷、德、加联合研制新型舰载有源相控阵雷达[J];雷达与对抗;1993年03期
7 张光义,王炳如;对有源相控阵雷达的一些新要求与宽禁带半导体器件的应用(续完)[J];现代雷达;2005年03期
8 周维;郭宜忠;;有源相控阵雷达在预警机上的应用及发展趋势[J];舰船电子对抗;2007年05期
9 ;澳大利亚CEAFAR多功能有源相控阵雷达简介[J];中国雷达;2011年01期
10 朱峥嵘;;国外雷达技术新进展概述[J];信息化研究;2010年06期
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1 胡万坤;潘瑞云;;一维有源相控阵雷达通道幅相监测方法[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会2011年海战场电子信息技术学术年会论文集[C];2011年
2 张海燕;;我国机载雷达需走跨越式发展道路[A];四川省电子学会雷达与火控、电子线路与系统专业委员会学术交流会10周年优秀论文集[C];2006年
3 高劲松;邹庆元;丁全心;;对国外有源相控阵雷达武器效应的分析[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
4 罗乖林;徐胜;王宇;;预警机技术及发展前景[A];探索创新交流--中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年
5 施长海;章传芳;郝志梅;徐志;陈振中;;有源相控阵雷达监测系统的应用[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
6 康颖;雷国忠;;某雷达T/R组件的结构设计研究[A];2006年全国电子机械和微波结构工艺学术会议论文集[C];2006年
7 束瑛;;大型有源相控阵雷达天线阵面风冷优化设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
8 吕慎刚;;有源相控阵雷达T/R组件的热设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
9 王韧;马恒泰;;L.S.C.x频段PIN管数字移相器[A];1997年全国微波会议论文集(上册)[C];1997年
10 殷连生;高铁;李建新;;T/R组件与馈电网络的一体化设计[A];1993年全国微波会议论文集(下册)[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;有源相控阵雷达:牛在哪,难在哪?[N];中国国防报;2010年
2 许伟武 吴蔚;JSF有源相控阵雷达开始试飞并进行加电测试[N];中国航空报;2005年
3 许鑫家;美国开发新型攻击武器——有源相控阵雷达[N];中国航空报;2005年
4 方言;中国拿什么武装歼-20?[N];国防时报;2011年
5 本报专稿 沐阳;面临“背水一战” 米格—35性能受考验[N];世界报;2008年
6 张洋;未来无人机将装备非动力学武器——定向能武器[N];中国航空报;2005年
7 汤颖;传承信念 芳傲航空[N];中国航空报;2007年
8 杰伏;中国第四代战斗机探微[N];延边日报;2005年
9 张洋;波音披露出口型EA-18G细节[N];中国航空报;2009年
10 美国《防务新闻》亚太首席记者 温德尔·明尼克 本报特约编译 郭懿芝;瓦良格依然很神秘[N];世界报;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王雷;有源相控阵雷达多通道接收系统设计[D];南京理工大学;2013年
2 周明宇;有源相控阵雷达低截获性能验证系统建模与仿真研究[D];电子科技大学;2012年
3 曾高强;有源相控阵雷达低截获概率波形研究[D];电子科技大学;2011年
4 曹师齐;有源相控阵雷达信号设计及低截获性能研究[D];电子科技大学;2013年
5 沙卫梅;机载有源相控阵雷达目标及电磁环境模拟器研究[D];南京理工大学;2013年
6 张涛;有源相控阵雷达箔条干扰仿真系统建模与软件设计[D];西安电子科技大学;2012年
7 韦学科;有源相控阵雷达综合馈电技术研究[D];南京理工大学;2013年
8 贾飞飞;有源相控阵雷达中若干天线技术的研究与仿真[D];电子科技大学;2010年
9 王高飞;P波段有源相控阵雷达数字T/R组件设计研究[D];南京航空航天大学;2012年
10 张娅楠;毫米波有源相控阵雷达抗干扰技术研究[D];电子科技大学;2012年
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