本文關(guān)鍵詞：無人機機載陣列天線系統(tǒng)性能影響研究

  更多相關(guān)文章： 共形陣列天線 互耦 幅相誤差 陣元布局 陣列形變

【摘要】：目前,隨著無人機應用領(lǐng)域的不斷擴展,無人機機載天線系統(tǒng)性能的優(yōu)劣對無人機在通信、探測、偵查等應用中的影響日益突出。本文對無人機機載陣列天線的系統(tǒng)性能進行了較全面的分析,主要工作有:研究機載陣列天線的各種系統(tǒng)性能參數(shù),分析互耦、幅相誤差、陣列布局和陣列形變等因素對其系統(tǒng)性能的影響,總結(jié)這四種因素作用的特點與規(guī)律,為無人機機載陣列天線的設計和系統(tǒng)性能優(yōu)化提供有價值的技術(shù)參考。陣列天線中單元之間的耦合會直接影響陣列天線系統(tǒng)性能,故互耦是陣列天線設計不可忽略的一個問題。互耦會改變天線的增益,提高副瓣電平,使得方向圖失真等,所以互耦補償是需要重點研究的問題。在研究互耦對機載陣列天線系統(tǒng)性能的影響中,根據(jù)互耦原理以及陣元位置對陣元進行分類,改進了傳統(tǒng)的有源單元方向圖方法,即陣元分類有源單元方向圖方法。采用該方法對互耦影響進行了分析,并結(jié)合最小二乘法實現(xiàn)了互耦補償。該補償方法的優(yōu)點在于可快速獲取更為準確的互耦補償系數(shù),同時降低自耦與互耦帶來的影響。幅相誤差也是陣列天線系統(tǒng)性能的一個重要因素。在本論文中采用概率統(tǒng)計方法分析了隨機幅相誤差對陣列天線系統(tǒng)性能的影響,分析存在幅相誤差時陣列天線方向圖統(tǒng)計特性,總結(jié)了幅相誤差影響特性和規(guī)律。針對陣元布局對陣列天線性能的影響。本論文主要研究了陣元數(shù)目以及陣元間距對陣列天線性能影響的研究,通過分析得出陣元數(shù)目、間距與方向增益、旁瓣電平、方向性系數(shù)之間的關(guān)系。由于機載共形陣的共形特征,陣列形變也會成為影響性能的一大因素。本論文首次考慮了陣列形變對共形陣列天線性能的影響。并針對該影響因素分析了其對增益、旁瓣電平等的影響特征。在形變補償中,結(jié)合形變特征,以及相位補償法、最小二乘法的不足之處,提出了傅里葉方法對形變進行補償,結(jié)果表明采用傅里葉方法進行的補償效果更優(yōu)于前兩者,也有效地改善了形變帶來的影響。本文通過電磁仿真平臺Ansoft HFSS,對機載陣列天線進行建模仿真,結(jié)合MATLAB分析互耦、幅相誤差、陣列布局和陣列形變對機載陣列天線系統(tǒng)性能的影響,總結(jié)出該四種因素作用的特征和規(guī)律,并較好地實現(xiàn)了補償,達到了優(yōu)化機載陣列天線系統(tǒng)性能的目的。
【關(guān)鍵詞】：共形陣列天線 互耦 幅相誤差 陣元布局 陣列形變
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及研究現(xiàn)狀10-13
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2 研究內(nèi)容及意義13-14
• 1.3 研究目標14
• 1.4 論文章節(jié)安排14-16
• 第二章 機載陣列天線系統(tǒng)性能理論與技術(shù)16-28
• 2.1 陣列天線的方向圖及主要性能參數(shù)16-18
• 2.2 共形陣列天線特征及研究方法18-20
• 2.2.1 共形天線及共形陣的特征18-19
• 2.2.2 共形陣天線的研究方法19-20
• 2.3 陣列建模及遠場計算方法20-27
• 2.3.1 天線單元—微帶貼片天線20-23
• 2.3.2 共形陣列建模23
• 2.3.3 共形陣列遠場計算方法23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 互耦對陣列天線性能的影響研究28-52
• 3.1 引言28
• 3.2 互耦原理及分析方法28-31
• 3.3 有源單元方向圖的合成與驗證31-42
• 3.3.1 基于有源單元方向圖的遠場計算公式32-34
• 3.3.2 陣元分類及遠場方向圖合成34-39
• 3.3.3 基于有源單元方向圖的互耦驗證39-42
• 3.4 互耦的分析與補償42-51
• 3.4.1 互耦分析42-47
• 3.4.2 互耦補償及仿真分析47-51
• 3.4.2.1 互耦矩陣系數(shù)提取47-48
• 3.4.2.2 互耦補償48-49
• 3.4.2.3 仿真分析49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第四章 幅相誤差與陣列布局對陣列天線性能影響的研究52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 幅相誤差對陣列天線性能影響的研究52-58
• 4.2.1 陣列天線方向圖函數(shù)統(tǒng)計52-54
• 4.2.2 幅相誤差對陣列天線各性能參數(shù)的影響54-56
• 4.2.3 仿真分析56-58
• 4.3 陣列布局對陣列天線系統(tǒng)性能的影響58-64
• 4.3.1 陣元數(shù)目不同對陣列天線性能的影響59-61
• 4.3.2 陣列間距不同對陣列天線性能的影響61-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第五章 共形陣列天線形變對其性能影響的研究65-81
• 5.1 引言65
• 5.2 載體表面共形陣列形變建模65-70
• 5.2.1 平面共形陣列建模65-67
• 5.2.2 A類曲面陣列建模及遠場合成67-68
• 5.2.3 B類曲面共形陣列建模68-70
• 5.3 形變對共形陣天線的性能影響分析70-74
• 5.3.1 A類曲面形變分析71-73
• 5.3.2 B類曲面形變分析73-74
• 5.4 形變補償74-80
• 5.4.1 相位補償方法75-76
• 5.4.2 基于最小二乘的補償方法76-77
• 5.4.3 基于傅里葉的補償方法77-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 第六章 總結(jié)與展望81-83
• 6.1 總結(jié)81-82
• 6.2 展望82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻84-87
• 攻碩期間取得的研究成果87-88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王從思,段寶巖,仇原鷹;基于最小二乘法的天線變形反射面的擬合[J];現(xiàn)代雷達;2004年10期

2 于斌;黃峧東;;一種新的陣元位置誤差校正方法[J];探測與控制學報;2006年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙菲;共形相控陣天線分析綜合技術(shù)與實驗研究[D];國防科學技術(shù)大學;2012年

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本文編號：979613