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Microsoft Word - 新型紧凑型靶场设施测量创新型松下机载天线 FINAL 070313.doc
John Wilber MI Technologies 美国佐治亚州苏瓦尼 摘要 — 松下航空电子公司开发了一种创新的天线设计，为其机上娱乐和通信 (IFEC) 系统提供 Ku 波段连接。传统方法在穿越赤道时会因相邻卫星干扰 (ASI) 而出现中断。通过增加第二个天线面板，松下既提高了整体性能，又通过在热带地区和穿越赤道时将仰角波束宽度减少 50% 来消除 ASI 问题。由于其 IFEC 系统取得了巨大成功，松下需要大幅提高其天线的生产和测试能力，同时将制造转移到加利福尼亚州森林湖的新工厂。
第 101 页第 3.3 节查看几何和空间......
该图说明了如何实现这一点。当目标 (A) 首次进入雷达波束 (1) 时，开始记录每个发射脉冲的反向散射回波。随着平台继续向前移动，在目标处于波束内的整个时间内，记录每个脉冲的目标回波。一段时间后，目标离开雷达波束视野 (2) 的点决定了模拟或合成天线 (B) 的长度。远距离目标的波束最宽，照射时间会比近距离物体更长。随着地面距离的增加，波束宽度的扩大，加上目标在波束内的时间增加，相互平衡，从而使整个扫描带的分辨率保持不变。这种在整个成像扫描带上实现均匀、精细的方位角分辨率的方法称为合成孔径
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该图说明了如何实现这一点。当目标 (A) 首次进入雷达波束 (1) 时，开始记录每个发射脉冲的反向散射回波。随着平台继续向前移动，在目标处于波束内的整个时间内，记录每个脉冲的目标回波。一段时间后，目标离开雷达波束视野 (2) 的点决定了模拟或合成天线 (B) 的长度。远距离目标的波束最宽，照射时间会比近距离物体更长。随着地面距离的增加，波束宽度的扩大，加上目标在波束内的时间增加，相互平衡，从而使整个扫描带的分辨率保持不变。这种在整个成像扫描带上实现均匀、精细的方位角分辨率的方法称为合成孔径
论文 - DTIC
图 1.雷达的电磁频谱使用情况（来自 [3]）........................................................2 图 2.距离模糊的发生（来自 [3]）......................................................................4 图 3.雷达回波（[9] 之后）.........................................................................................9 图 4.脉冲中的无线电波形（来自 [3]）.........................................................................10 图 5.信号强度与目标范围（来自 [3]） ................................................................11 图 6。零到零和 3dB 波束宽度（来自 [3]） ..............................................................13 图 7。天线孔径尺寸（来自 [3]） ......................................................................14 图 8。线性阵列的零到零波束宽度（来自 [3]） .............................................................14 图 9。锥形照明（来自 [3]） .............................................................................15 图 10。大气衰减（[11] 之后） .............................................................................16 图 11。波的压缩（来自 [3]） .............................................................................18 图 12。相对地面和机载平台的运动（来自 [3]）......................................................................19 图 13。多普勒雷达的类型（来自 [4]）.............................................................................20 图 14。消除模糊返回（来自 [3]）.............................................................................24 图 15。视距（来自 [3]）.........................................................................................25 图 16。PRF Vs.距离（来自 [3]）.........................................................................................26 图 17。速度模糊（[16] 之后）.............................................................................27 图 18。最大。明确多普勒，λ =1 cm（来自 [3]）..............................................27 图 19。最大值。明确多普勒，λ =3 cm（来自 [3]）..............................................28 图 20。最大值。明确多普勒，λ =10 cm（来自 [3]）..............................................28 图 21。具有最大值的不同 PRF 类别。目标范围（来自 [3]）........................................30 图 22。由于高 PRF 而形成的无杂波区域（来自 [3]）.............................................32 图 23。明确范围与高 PRF 模式下的旁瓣回波（来自 [3]） ......................................................................32 图 24。AN/APG-70（来自 [20]） ......................................................................................34 图 25。AN/APG-68（来自 [22]） ......................................................................................35 图 26。AN/APG-73（来自 [24]） ......................................................................................35 图 27。明确速度（来自 [4]） .............................................................................37 图 28。距离剖面（来自 [3]） .............................................................................................38 图 29。多普勒剖面（来自 [3]） .............................................................................................39 图 30。移除 MLC 后的距离剖面（来自 [3]）................................................................39 图 31。八分之三波形（[3] 之后）..............................................................40 图 32。使用 3:8 的目标检测（来自 [3]）.........................................................................41 图 33。GMT 抑制（来自 [3]）.........................................................................................42 图 34。近距离旁瓣杂波（来自 [3]）.........................................................................42 图 35。理想模糊函数（[15] 之后）.........................................................................45 图 36。相干脉冲串，N=5（来自 [25]）.........................................................................46 图 37。相干脉冲串的模糊轮廓图................................................47 图 38。PRF= 30 kHz N=15 脉冲占空比= 0.2..............................................48 图 39。PRF= 10 kHz N=15 脉冲占空比= 0.2..............................................48 图 40。PRF= 30 和 10 kHz 的轮廓比较 .............................................................49 图 41。PRF= 30 和 10 kHz 的椭圆比较 .............................................................49 图 42。模糊图，N=15 脉冲，PRF= 30 kHz .............................................................53
数字雷达图像解释简介 - 微图像
不同的因素控制着雷达图像在距离和方位角方向上的空间分辨率。距离分辨率主要取决于微波脉冲的短暂持续时间（以微秒为单位）。随着俯角变小，距离分辨率也会向远距离提高。方位角分辨率从根本上取决于单个微波脉冲产生的波束宽度；波束越窄，分辨率越好。在早期的机载雷达系统中，通过增加雷达天线的物理长度来缩小波束，但天线尺寸存在明显的实际限制。现代合成孔径雷达 (SAR) 系统使用短物理天线，但对多个雷达回波的复杂处理产生了更长的“合成”天线的效果。特定表面特征由多个连续天线位置上的脉冲“成像”。天线和每个目标之间的相对运动会修改返回信号，使得可以解析来自各个脉冲的数据，从而以良好的方位角分辨率将每个特征放置在正确的位置。
Sum07_将 Avian 雷达整合到海军行动中
2000 财政年度，美国国防部 (DoD) 遗产计划办公室为南卡罗来纳州克莱姆森大学雷达鸟类学实验室 (CUROL) 提供了资金，以开发一种能够探测机场鸟类的鸟类雷达系统，从而减少鸟击的发生。最初的 BirdRad 系统旨在成为一种廉价的移动式鸟类雷达。它包括一个低成本的商用海事雷达，配备 4 度波束宽度抛物面天线（以获得更好的高度分辨率）和一台台式个人计算机，用于在图形文件中显示和捕获雷达图像。CUROL 建造了五个 BirdRad 系统，部署在三个海军、一个海军陆战队和一个空军基地。虽然 BirdRad 在探测零到六海里范围内的鸟类方面非常有效，但它有几个局限性。主要是来自静止物体（“地面杂波”）的雷达回波会遮挡移动目标；从屏幕截图中提取目标轨迹太慢并且需要大量劳动力，无法追踪许多种类的鸟类；并且很难将屏幕上的目标与周围的景观联系起来。
使用距离迁移算法聚焦运动目标...
超宽带 (UWB) 合成孔径雷达 (SAR) 被用于低频操作，以便从飞机或卫星上探测树叶下面和地面上的遮挡目标。虽然它具有明显的军事用途，但它也具有民用用途，例如地球物理研究、天气预报等。已经提出了许多图像处理算法，并将其应用于低频 UWB SAR。这些算法主要分为两类：频域和时域。本论文主要关注频域，特别是距离迁移算法 (RMA)。RMA 在范围内执行一维插值。此操作称为 Stolt 插值。在本论文中，我们研究了机载单基地 SAR 的图像处理。尽管这项研究是针对聚光灯 SAR 进行的，但由于天线波束宽度较大，因此 SAR 操作可以考虑介于聚光灯和条带图之间。主要目的是处理移动目标的散焦图像，并通过为 RMA 提出的方法重新聚焦它。该方法应用了平台和目标在运动时从它们之间的多普勒效应中产生的方位角新波数。这种聚焦方法还有助于确认图像中是否存在移动目标。为了进行模拟，UWB 低频参数取自 CARABAS II SAR 系统。
随处部署人工智能
12 Habana Gaudi2 深度学习加速器：所有测量均使用 Habana SynapseAI 版本 1.10 和 optimum-habana 版本 1.6 在 HLS2 Gaudi2 服务器上进行，该服务器具有八个 Habana Gaudi2 HL-225H 夹层卡和两个 Intel Xeon Platinum 8380 CPU @ 2.30GHz 和 1TB 系统内存。性能测量于 2023 年 7 月进行。第四代英特尔至强 8480：英特尔第四代至强铂金 8480+ 2 插槽系统，112 核/224 线程，Turbo Boost 开启，超线程开启，内存：16x32GB DDR5 4800MT/s，存储：953.9GB）；操作系统：CentOS Stream 8；内核：5.15.0-spr.bkc.pc.16.4.24.x86_64；批次大小：1；在 1 个插槽上测量：1；PyTorch 每日构建 0711；英特尔® PyTorch 扩展标签 v2.1.0.dev+cpu.llm；模型：Llama 2 7B 和 Llama 2 13B；数据集 LAMBADA；令牌长度：32/128/1024/2016（输入）、32（输出）；波束宽度 4；精度：BF16 和 INT8；英特尔于 2023 年 7 月 12 日进行测试。英特尔至强 Max 9480：英特尔至强 Max 9480 2 插槽系统，112 核/224 线程，Turbo Boost 开启，超线程开启，内存：16x64GB DDR5 4800MT/s；8x16GB HBM2 3200 MT/s，存储：1.8TB；操作系统：CentOS Stream 8；内核：5.19.0-0812.intel_next.1.x86_64+server；批次大小：1；在 1 个插槽上测量；PyTorch nightly build0711；英特尔® PyTorch 扩展 llm_feature_branch；模型：Llama 2 7B 和 Llama 2 13B，数据集 LAMBADA；令牌长度：32/128/1024/2016（输入）、32（输出）；波束宽度 4；精度：BF16 和 INT8；英特尔于 2023 年 7 月 12 日进行测试。英特尔数据中心 GPU Max 系列：1 个节点、2 个英特尔至强铂金 8480+、56 个内核、超线程开启、睿频开启、NUMA 2、总内存 1024GB（16x64GB DDR5 4800 MT/s [4800 MT/s]）、BIOS SE5C7411.86B.9525.D19.2303151347、微码 0x2b0001b0、1 个以太网控制器 X710（用于 10GBASE-T）、1 个 1.8T WDC WDS200T2B0B、1 个 931.5G 英特尔 SSDPELKX010T8、Ubuntu 22.04.2 LTS、5.15.0-76-generic、4 个英特尔数据中心 GPU Max 1550（仅使用单个 OAM 的单个 Tile 进行测量） GPU 卡）、IFWI PVC 2_1.23166、agama 驱动程序：agama-ci-devel-627.7、英特尔 oneAPI 基础工具包 2023.1、PyTorch 2.0.1 + 英特尔 PyTorch 扩展 v2.0.110+xpu（dev/LLM 分支）、AMC 固件版本：6.5.0.0、型号：Meta AI Llama 2 7B 和 Llama 2 13B、数据集 LAMBADA；令牌长度：32/128/1024/2016（输入）、32（输出）；贪婪搜索；精度 FP16；由英特尔于 2023 年 7 月 7 日测试。
支持 NASA 空间通信和导航计划的地面站 1 概述
恒定面积抛物面天线和反射镜的远场角波束宽度与发射信号的波长成正比。因此，天线或透镜的发射信号功率分布在与波长平方成正比的立体角上，即到达接收器的信号功率与频率平方成正比。对于给定的发射孔径尺寸，频率越高，到达接收器的信号功率越大。接收器噪声也会随着频率的增加而增加。在光频率下，与频率成正比的量子噪声占主导地位。在射频下，量子噪声微不足道：其他不随频率强烈变化的噪声源占主导地位。因此，首先，接收器噪声与频率成正比。由于接收信号功率与频率平方成正比，接收器信噪比 (SNR) 与频率成正比。无差错通信的最大可能速率会随着接收的 SNR 而增加。这是光通信的主要优势。迄今为止，NASA 使用的最高下行射频通信频率是深空 Ka 波段下行频率 32 千兆赫 (GHz)。典型的下行光波长为 1550 纳米 (nm)，相当于 193.5 太赫兹 (THz) 的频率。因此，光与射频频率之比为 193.5 THz/32 GHz，约为 6000。在其他所有条件相同的情况下，1550 nm 光通信系统的接收器 SNR 有可能比 Ka 波段系统高 6000 倍。
多功能可展开的折纸天线
摘要 多功能、可部署和可打包天线对于许多应用都非常重要，包括无人机、卫星通信（例如立方体卫星）和通用机载和星载通信系统。值得注意的是，这种天线为上述应用提供了新功能。在本文中，我们介绍了关于可折叠和物理可重构天线的新兴研究，这些天线可以改变其形状以适应和重新配置其电磁性能（例如工作频率、带宽、极化、波束宽度等）。 1. 简介 可重构、可调、多功能、可部署的天线系统已广泛用于支持无线通信系统的多种服务。电气和机械重构方法已经得到开发并应用于机载和星载系统的各种应用，例如通信、侦察、传感和能量收集 [1]，[2]。最近推出的一类新的物理可重构天线是折纸天线 [3]。与传统天线相比，折纸天线具有独特的优势，例如性能可重构、可调性和高效存放。它们固有的电磁和机械多功能行为使它们适合便携式军事和太空应用，这些应用对空间要求严格（例如，小型卫星平台的空间限制）。此外，折纸天线变形的能力使得开发具有前所未有和变革性能力的新型电磁 (EM) 系统成为可能，例如：(a) 天线可以改变其几何形状，以根据时间调整其性能并实现多功能性，(b) 2-D 和 3-D 天线阵列可以改变其覆盖面积、形状和/或元件分离，以实现最佳波束成形、波束控制和扫描范围，以及 (c) 可重构频率选择表面可以改变其性能以支持可调和多功能天线和阵列的操作（见图 1）。[4] 中可以找到有关折纸天线和可展开电磁结构的最新评论。