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阵列天线国内外研究现状综述(2)

时间:2021-06-16 19:09来源:毕业论文
(2)相控阵天线技术研究方面,主要涉及宽带或高增益相控阵天线单元的设计。 [15-17],在阵元间引入隔板、L 形栅栏等阵元间互耦抑制技术,在阵元间引入
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(2)相控阵天线技术研究方面,主要涉及宽带或高增益相控阵天线单元的设计。 [15-17],在阵元间引入隔板、L 形栅栏等阵元间互耦抑制技术,在阵元间引入沟槽 结构、在阵列天线口面设计宽角扫描阻抗匹配层等扫描阻抗补偿技术。这些技术是传 统相控阵天线设计中的关键技术。传统相控阵天线设计方法首先要求设计出满足带宽

要求的阵列天线单元,再将该阵元根据扫描角范围按一定的阵元间距进行组阵,同时 通过在阵元间设计某些特殊结构补偿或抑制互耦效应,并补偿波束扫描带来的阻抗失 配。虽然这种设计方法可以满足大多数工程应用需求,但对某些要求苛刻的无线电子 系统,如要求阵列具有低剖面特性、多个倍频程工作带宽以及宽角扫描能力等,传统 相控阵设计方法很难应对这些需求。

(3)无线通讯领域的快速发展,使得智能天线的研究成为一个热点。此类研究在 阵列天线基础内容外还需要使用相关信号处理算法作为支撑,其核心研究内容有自适 应副瓣对消,Least Mean Squares (LMS)算法以及 Direct Data Domain Least Squares Space-time Adaptive Processing(D3LS STAP) 等自适应波束形成技术, Minimum Variance Distortion less Response(MVDR) 、 Multiple Signal Classification (MUSIC)、Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques (ESPRIT)等信源到达方位角估计技术,以及智能天线系统中的互耦效应补偿技术。

(4)在阵列天线研究领域,阵列天线、尤其是大型阵列天线的数值分析方法研究 也是最为重要的研究内容之一,它提供了阵列天线理论模型的分析工具,将分布在阵 列天线中看不见摸不着的金属表面电流、介质体极化电流等物理参量可视化,并可以 很容易地通过这些物理参量计算出天线工程师关心的各项性能参数,因此对缩短研发 周期、降低开发成本具有不可估量的作用。纵观计算电磁学发展的数十年,人们已经 提出了多种用于求解阵列天线辐射问题的方法,从所求解方程的类型出发可分为积分 方程方法和微分方程方法。目前应用较为成熟的有基于微分方程的有限元法(Finite Element Method)[18-19] 、 时 域 有 限 差 分 方 法 (Finite-Difference Time-Domain Method)[20]、时域有限元法(Time-Domain Finite Element Method) [21]以及基于 积分方程的矩量法((Method of Moments) [22] 。

以上国内外阵列天线研究领域的研究工作表明,阵列天线设计方面的核心技术体 现在天线单元的优化设计、阵元的幅度激励、相位激励、三维空间位置的最优设计以 及阵元间互耦效应的抑制和补偿技术。

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