摘要：相较于风冷、相变等散热方式,液冷具有稳定、效率高等优势,是目前相控阵天线散热的首选方式。针对等截面平直流道相控阵天线冷却不均匀、收发(transmitting/receiving,T/R)组件温差大的突出问题,与以往部件级热控设计方法不同,本文首次提出了相控阵天线整机热控设计思路,设计了变截面平直流道和双螺旋流道两种优化结构。仿真和实测结果表明,双螺旋结构流道冷却效果最优,优化后芯片最高温度降低了35.6%,T/R温差降低了51.8%。此外,所提方法成功量化给出了流速对冷却效果的影响,可有效解决大功率有源相控阵天线热控设计难题,可行性和实用性强。

摘要：本文基于相控阵天线的方向图综合原理,对天线辐射近、远场内的电磁环境做了准确而全面的分析;总结和归纳了相控阵天线,特别是大型相控阵天线辐射的一般特征和规律,从而为相控阵天线的电磁兼容设计提供准确的理论依据和高效的分析手段.

摘要：针对某大型相控阵天线自重大、加强筋安装位置受限等特点导致天线阵面精度难以保证的工程背景,进行相控阵天线阵面结构方案优化设计。考虑到大型阵面的自重变形导致的柔性特点,提出综合考虑阵面变形后平面度和调整机构精度的一体化优化设计模型,对调整机构支腿的布局进行了优化设计。同时,考虑到加强筋安装位置和型材受限,利用连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓扑优化转换为连续变量拓扑优化求解,提高了求解效率,降低了求解的规模。采用上述方法对某大型相控阵雷达进行了案例验证,收到满意的结果。

摘要：给出了一种宽带不等间距相控阵天线的设计方法,利用该方法实现4.5个倍频内对方向图栅瓣的抑制和±30°波束扫描.文中首先从理论上分析了不等间距阵列的宽带特性,然后对以微带Vivaldi天线为辐射单元的16单元不等间距阵进行了仿真设计,最后对不等间距阵列天线进行了加工实测,实测结果与仿真结果一致,验证了设计方法的正确性.

摘要：波束控制系统是高功率相控阵天线的神经中枢,负责天线阵面中所有单元相位的精确控制和状态监测任务。为实现天线阵面的快速、精确波束转换,采用分布式拓扑结构和嵌入式实时操作系统,设计了两级分布式波束控制方案,开发了基于VxWorks的相控阵天线主控系统。通过UDP协议实现主控系统与其他系统的多节点网络通讯;针对高速、实时通讯需求,利用VxWorks多任务编程接口,设计了一种基于双缓冲队列的Socket通讯方法;为使通讯被各方正确解析,制定了自定义的应用层协议。基于VxWorks的相控阵天线主控系统的开发应用,验证了方案的可行性以及控制软件的可靠性和稳定性。

摘要：针对16波束61阵元数字波束成形(DBF)星载相控阵天线的高速信号处理要求,提出以实信号处理为主体的分布式DBF网络架构,较复信号处理模式节省了一半的资源和数据传输量。通过时域Hilbert变换和分布式算法对波束成形网络各单元进行合理设计,降低了算法的运算量,也减少了硬件资源开销;同时通过单音闭环校正回路设计,改善了射频通道一致性。研制了DBF网络硬件平台和半实物仿真系统,验证了算法设计的正确性。本文提出的算法对资源有限的阵列信号处理有一定的借鉴意义。

摘要：电磁波的辐射功率对其传输距离起着决定性作用.传统上,可以通过增大辐射口径或增加天线单元输入功率来提升电磁波的辐射功率.但辐射口径由于受装配空间限制而无法持续增大,天线单元输入功率的增大也因信号源功率提升困难而难以实现.因此,在有限口径下,如何提升电磁波的辐射功率成了迫切需要解决的问题.通过在有限口径下布置更多单元进行功率合成、改善单元的阻抗匹配和减小损耗以增加天线阵的辐射效率均可提升有限口径辐射功率.基于此,本文设计了一个可用于提升有限口径辐射功率的紧耦合相控阵天线,一方面采用高介电常数的介质基板使阵列小型化,同时使用紧凑型巴伦进行馈电,从而天线单元具有很小的尺寸,最终天线单元周期为0.144λ_(high)×0.144λ_(high)(λ_(high)为自由空间中最高工作频率对应的波长);另一方面通过改善巴伦和天线阵的阻抗匹配,使用频率选择表面匹配层改善天线阵和自由空间的阻抗匹配,以及使用低损耗的介质基板,从而提升天线阵的效率.仿真和测试结果表明,在1.7—5.4 GHz内天线阵具有宽角扫描性能并且保持高辐射效率.经过对比分析,本文设计的天线阵能够提高有限口径的辐射功率.

摘要：针对低轨卫星码分多址通信体制,为了克服卫星波束大角度扫描带来的远近效应和波束间干扰,提出了等通量覆盖和波束间频率复用方案。针对低轨卫星环境建立合理的天线波束扫描的数学模型,结合子阵分割理论,采用遗传算法对正六边形天线阵列进行综合;通过对多波束相控阵发射天线的唯相综合结果分析表明:天线等通量覆盖、旁瓣、波束指向等指标都符合设计要求,有效验证了算法的正确性。

摘要：针对低轨卫星通信天线波束"等通量"覆盖的赋形要求,采用遗传算法对天线阵列进行了多目标平衡优化综合。根据SHA阵和波束覆盖的空间旋转对称性,在波束空间和阵元空间内进行阵元分组,将波束形成矩阵自由度降为1/3,简化了遗传算法参数数量,为波束形成因子复用奠定基础。针对16波束宽带输入,利用DFT滤波器组、复用式波束形成网络、单音闭环校正等算法设计了分布式数字波束形成器和幅相校正单元,运算量降为原来的4.5%,节省硬件资源80%。最后首次完成了16波束61阵元星载DBF相控阵天线样机的研制,暗场测试结果表明波束增益达到等通量覆盖要求,验证了以上算法和工程设计的正确性与有效性。

摘要：该文为解决相控阵天线阵面的温度不均,设计了S型微通道、类树形分叉横向微通道和T型纵向微通道3种拓扑结构。以多热源温度均匀性为设计指标,利用数值仿真分析了3种微通道拓扑结构的性能,结果表明T型纵向微通道冷板的热源温度均匀性最优。通过实验验证了T型纵向微通道结构的优越性,并且得出了多热源温度均匀性随着热源总功率的提高而降低,随入口流量的增加而提高的规律,为多热源相控阵天线的热设计提供了依据。