摘要:本文提出了一种77 GHz串馈贴片阵列天线的设计方法。该研究基于传统遗传算法,探索由相同微带贴片组成的不同阵列拓扑来优化设计。主要的优化目标是降低最大旁瓣电平(SLL)。采用该方法对一种用于汽车雷达的77 GHz串馈贴片阵列天线进行了仿真、加工和测量。天线长度限制不大于3 cm,阵列仅有单个紧凑串联,辐射贴片宽度约为1.54 mm。在用于优化的遗传算法中,将最大旁瓣电平设置为小于或等于-14 dB。测量结果表明,在77 GHz处,所提出的天线的增益约为15.6 dBi,E平面半功率波束宽度约为±3.8 ◦,最大旁瓣电平约为-14.8 dB,H平面半功率波束宽度约为±30 ◦。电磁仿真与测量结果表明,采用所提方法设计的77 GHz天线比本文相同长度的传统天线旁瓣抑制效果提高4 dB以上。
特性由阵列的孔径决定。但是,由于稀疏阵列中的元素数量减少,平均旁瓣电平高于相同孔径的全采样阵列的预期值。假设主瓣幅度为 M,正如预期的那样,对于一个由 M 个标准化和完全局部化的元素组成的阵列,每个元素在主响应轴方向上贡献一个同相矢量。然而,在远离主响应轴的给定方向上,由于元素位置随机,矢量并不同相,而是表现出统计随机相位。单位矢量与随机相位相结合,产生一个均方根 (rms) 幅度为 rm 的旁瓣电平。因此,对于随机阵列,平均旁瓣与主瓣的功率比为 M/MI = 1/M (Lo, 1964, 1965)。
3.2.1.Ku波段服务 27 3.2.2.Ku波段调制 27 3.2.3.Ku波段卫星(位置、发射功率、增益和距离) 27 3.2.4.Ku波段频率范围和带宽 29 3.2.5.Ku波段理想天线覆盖体积 30 3.2.6.Ku波段增益 30 3.2.7.Ku波段波束宽度 30 3.2.8.Ku波段旁瓣电平 30 3.2.9.Ku波段极化 31 3.2.10.Ku 波段交叉极化抑制 31 3.2.11.Ku 波段所需载噪比 31 3.2.12.Ku 波段 G/T 31 3.2.13.Ku 波段波束定位精度 31 3.3.带集成 VHF 天线的小翼 32
3.2.1.Ku波段服务 27 3.2.2.Ku波段调制 27 3.2.3.Ku波段卫星(位置、发射功率、增益和距离) 27 3.2.4.Ku波段频率范围和带宽 29 3.2.5.Ku波段理想天线覆盖体积 30 3.2.6.Ku波段增益 30 3.2.7.Ku波段波束宽度 30 3.2.8.Ku波段旁瓣电平 30 3.2.9.Ku波段极化 31 3.2.10.Ku波段交叉极化抑制 31 3.2.11.Ku波段所需载噪比 31 3.2.12.Ku波段G/T 31 3.2.13.Ku波段波束定位精度 31
基于有源电子扫描天线 (AESA) 的雷达具有“优雅降级”这一理想特性。此类雷达使用小型化发射-接收 (TR) 模块,少数模块故障不会导致任务失败。例如,在基于 AESA 的地面 MTI 雷达中,少数模块故障不会影响阵列性能。在这种情况下,静态地面杂波以零频率为中心,没有与运动相关的多普勒频移。然而,在机载 AESA 雷达中,由于平台运动和杂波通过天线旁瓣泄漏,地面杂波具有与角度相关的多普勒频率。因此,天线旁瓣电平决定了要针对其执行目标检测的旁瓣杂波。检测性能受信号与干扰加噪声比 (SINR) 控制。对于机载监视雷达,TR 模块的随机和系统故障及其对 SINR 的影响是特征化的。结果表明,单通道处理不能有效地提供平滑降级功能,因为故障导致的 SINR 损失很大。但是,与随机故障相比,系统故障对 SINR 损失的影响较小。还提出了一种有效的阵列馈电方案。
摘要 本研究使用具有平面扫描功能的电光 (EO) 传感器演示了基于光子学的 300 GHz 频段近场测量和远场特性分析。待测场在 EO 传感器处上变频至光域 (1550 nm),并通过光纤传送至测量系统。在 13 s 的一维测量时间内,系统的典型相位漂移为 0.46 ◦,小于该时间尺度下相位测量的标准偏差 1.2 ◦。将从测得的近场分布计算出的喇叭天线远场方向图与使用矢量网络分析仪通过直接远场测量系统测得的远场方向图进行了比较。对于与角度相关的参数,我们通过近场测量获得的结果的精度与通过直接远场测量获得的结果相当。我们的近场测量结果与直接远场测量结果之间的旁瓣电平差异(约 1 dB)归因于探针校正数据的过量噪声。我们相信,基于光子学的球形 EO 探针扫描近场测量将为 300 GHz 频段高增益天线的表征铺平道路。
摘要 — 双态天线大规模平面阵列的设计有助于在最小化旁瓣电平 (SLL) 和控制第一零波束宽度 (FNBW) 变化的约束下使用遗传算法来降低能耗。通常,平面阵列用于基于电池使用的通信应用,例如便携式雷达。本文使用实数编码遗传算法 (RCGA) 优化了具有 1600 个相同天线元件的均匀矩形阵列 (URA)。执行优化过程是因为以 ON-OFF 状态的形式找到辐射元件电流激励权重的最佳集合以节省消耗的功率。因此,选择了阵列因子 (AF) 的最高性能和所需的波束宽度。本文提出的主要贡献是能够使用 RCGA 算法通过将阵列划分为阵列子集来优化大量阵列元素。执行模拟结果以验证遗传稀疏 URA 的有效性。通过选择能够高效加扰的天线元件,相当于节省了 24.4% 的能耗。本文使用 MATLAB CAD Ver. 2018a 作为平台获得了结果。索引术语 —RCGA、节能、规划器阵列、成本函数、双态天线。