混合SRRs和CSRRs清除微带相控阵天线扫描盲点

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基于抗干扰阵列天线的北斗RTK解算与数据分析

2023年 9月 Sep 2023Digital Technology &Application 第41卷第9期Vol.41 No.9数字技术与应用190中图分类号:P228.1文献标识码:A文章编号:1007-9416(2023)09-0190-03DOI:10.19695/12-1369.2023.09.59基于抗干扰阵列天线的北斗RTK 解算与数据分析中国电子科技集团公司第五十四研究所应俊俊惠沈盈陈秀德在多种型号雷达等复杂电磁干扰环境下，由于GNSS 卫星信号功率微弱，极易受到干扰信号影响，在恢复信号后，针对高于10°仰角的卫星，天线相位中心仍有1cm 左右的偏差。

对于高精度测量型接收机而言，阵列天线引入的载波相位误差较大，会导致整周模糊度固定错误，进而引起较大的位置误差，因此，卫星导航抗干扰技术受到高度重视。

其中，阵列天线抗干扰技术在空域进行信号处理，利用不同阵元信号的自适应加权合成，在干扰来波方向形成零陷，具有很好的抗干扰性能，因而受到广泛关注。

但阵列天线抗干扰的同时也对GNSS 载波相位观测值造成一定影响，进而导致RTK 定位成功率和精度迅速下降，如何在抗干扰的同时实现高精度的RTK 定位也成为GNSS 研究的主要方向之一[1-3]。

1 抗干扰阵列天线设计高精度测量对天线相位中心的稳定性要求较高，通用的高精度测量型天线相位中心偏差都在2mm 以内，抗干扰阵列天线由于布阵、互耦、单元天线设计等原因，其相位中心偏差会更大，导致定位误差甚至达到分米级以上，无法应用于高精度场景，因此，如何设计高稳定度的零相位中心天线是关键技术之一。

采用基于FSS（频率选择表面）/UC-EBG（共面紧凑型电子带隙）的零相位阵列天线设计及标校技术可解决上述问题，天线阵设计上采用基于FSS/UC-EBG 设计的零相位阵列天线技术，通过加载FSS 天线罩、两馈点微带叠层天线阵元、天线地板加载UC-EBG 等技术手段实现；同时采用基于二维矩阵的阵列天线相位中心标校技术进行阵列接收天线的相位中心标定，经过校正以后，使得阵列天线的相位中心变化量能够满足高精度测量的应用需求。

有源相控阵雷达原理

有源相控阵雷达原理有源相控阵雷达（Active Electronically Scanned Array，AESA）是一种先进的雷达技术，它采用了相控阵天线和主动相控技术，具有较高的抗干扰能力和快速目标搜索、跟踪能力。

相比传统的机械扫描雷达，有源相控阵雷达具有更快的响应速度和更灵活的目标探测能力，因此在现代军事应用中得到了广泛的应用。

有源相控阵雷达的原理基于相控阵天线和主动相控技术。

相控阵天线是由大量的单元阵列组成的，每个单元阵列都可以独立控制，通过改变每个单元阵列的相位和幅度，可以实现对雷达波束的灵活控制。

而主动相控技术则是通过对每个单元阵列的相位和幅度进行实时调控，以实现对雷达波束的实时调整和目标跟踪。

这种灵活的波束控制能力使得有源相控阵雷达可以快速地对多个目标进行跟踪和搜索，极大地提高了雷达的性能和效率。

有源相控阵雷达的原理还体现在其发射和接收的方式上。

传统的雷达通常采用单一的天线进行发射和接收，而有源相控阵雷达则采用了多个单元阵列，可以实现多波束的同时发射和接收。

这种多波束的发射和接收方式可以大大提高雷达的搜索速度和目标跟踪能力，同时也增强了雷达的抗干扰能力和隐身目标的探测能力。

除此之外，有源相控阵雷达还采用了先进的信号处理和数据处理技术。

相控阵天线可以实现对雷达波束的快速调整，同时也可以实现对雷达信号的实时处理和分析。

这种高效的信号处理和数据处理技术使得有源相控阵雷达可以实现对多个目标的快速跟踪和搜索，同时也可以实现对复杂环境下的抗干扰和隐身目标的探测。

总的来说，有源相控阵雷达的原理基于相控阵天线和主动相控技术，通过灵活的波束控制、多波束发射和接收以及先进的信号处理和数据处理技术，实现了对多个目标的快速跟踪和搜索，具有较高的抗干扰能力和快速响应的特点。

在现代军事应用中，有源相控阵雷达已经成为了主流的雷达技术，其在提高雷达性能和效率方面发挥着重要的作用。

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计

基于HFSS矩形微带天线仿真与设计【摘要】本文主要介绍了基于HFSS软件的矩形微带天线仿真与设计。

在详细阐述了研究背景、研究目的和研究意义。

接着对HFSS软件进行了介绍，并解释了矩形微带天线的原理。

然后介绍了设计流程和仿真结果分析，分析了天线性能并提出了优化方案。

在总结了研究成果，展望未来研究方向并提出了结论建议。

本文通过HFSS软件对矩形微带天线进行仿真和设计，为提高天线性能提供了重要参考，具有一定的实用价值和研究意义。

【关键词】HFSS、矩形微带天线、仿真、设计、天线性能、优化、原理、设计流程、结果分析、研究成果、展望未来、结论建议、研究背景、研究目的、研究意义1. 引言1.1 研究背景本文旨在通过对HFSS软件介绍、矩形微带天线原理、设计流程、仿真结果分析和天线性能优化等内容的探讨，对基于HFSS矩形微带天线的仿真与设计进行研究，从而提高微带天线的性能和应用效果。

这对于推动无线通信技术的发展，提升通信系统的性能和稳定性具有重要的意义。

1.2 研究目的研究目的是通过基于HFSS矩形微带天线仿真与设计，探索提升天线性能的方法和技术。

具体包括优化天线结构设计，提高频率带宽和增益，降低回波损耗和辐射损耗，以满足不同应用场景下对天线性能的要求。

通过对矩形微带天线原理的深入研究，结合HFSS软件的应用，将为天线设计领域的发展带来重要的参考价值。

通过本研究，旨在为提高通信系统的传输质量和覆盖范围提供有效的技术支持，推动无线通信技术的不断创新和发展。

1.3 研究意义矩形微带天线是一种常见的微波天线结构，具有简单的制作工艺、较宽的工作频带和良好的方向性等优点，因此在通信领域得到广泛应用。

本文基于HFSS软件对矩形微带天线进行仿真与设计，旨在深入研究其性能特点与优化方法，为微波通信系统的设计与优化提供参考。

本研究的意义主要表现在以下几个方面：研究矩形微带天线的仿真与设计可以深入理解其工作原理和特性，为进一步优化性能提供基础。

SAR的点目标仿真合成孔径雷达SAR的点目标仿真一.SAR原理

合成孔径雷达(SAR)的点目标仿真一． S AR 原理简介合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar ，简称SAR)是一种高分辨率成像雷达技术。

它利用脉冲压缩技术获得高的距离向分辨率，利用合成孔径原理获得高的方位向分辨率，从而获得大面积高分辨率雷达图像。

SAR 回波信号经距离向脉冲压缩后，雷达的距离分辨率由雷达发射信号带宽决定：2r rC B ρ=，式中r ρ表示雷达的距离分辨率，r B 表示雷达发射信号带宽，C 表示光速。

同样，SAR 回波信号经方位向合成孔径后，雷达的方位分辨率由雷达方位向的多谱勒带宽决定：a a av B ρ=，式中a ρ表示雷达的方位分辨率，a B 表示雷达方位向多谱勒带宽，a v 表示方位向SAR 平台速度。

二． S AR 的成像模式和空间几何关系根据SAR 波束照射的方式，SAR 的典型成像模式有Stripmap(条带式)，Spotlight(聚束式)和Scan(扫描模式)，如图2.1。

条带式成像是最早研究的成像模式，也是低分辨率成像最简单最有效的方式；聚束式成像是在一次飞行中，通过不同的视角对同一区域成像，因而能获得较高的分辨率；扫描模式成像较少使用，它的信号处理最复杂。

图2.1：SAR 典型的成像模式这里分析SAR 点目标回波时，只讨论正侧式Stripmap SAR ，正侧式表示SAR 波束中心和SAR 平台运动方向垂直，如图2.2，选取直角坐标系XYZ 为参考坐标系，XOY 平面为地平面；SAR 平台距地平面高h ，沿X 轴正向以速度V 匀速飞行；P 点为SAR 平台的位置矢量，设其坐标为(x,y,z)； T 点为目标的位置矢量，设其坐标为(,,)T T T x y z ；由几何关系，目标与SAR 平台的斜距为：(PT x =由图可知：0,,0T y z h z ===；令x vs =⋅，其中v 为平台速度，s为慢时间变量（slow time ），假设T x vs =，其中s 表示SAR 平台的x 坐标为T x 的时刻；再令r =，r 表示目标与SAR 的垂直斜距，重写2.1式为：(;)PT R s r = =(;)R s r 就表示任意时刻s 时，目标与雷达的斜距。

相控阵和有源相控阵

相控阵和有源相控阵相控阵（Phased Array）是一种基于波束形成技术的天线阵列系统，它利用电子器件实现对发射和接收的信号进行相位和幅度的控制，从而实现对天线阵列辐射和接收波束方向的控制。

相控阵在通信、雷达、无线电导航等领域都有广泛应用。

有源相控阵是相控阵的一种特殊形式，它在阵列单元上集成了功率放大器，能够实现对信号的发射和接收。

相比于传统的被动相控阵，有源相控阵具有更高的灵活性和性能。

相控阵的核心是阵列单元，每个阵列单元都包含一个天线和一个相控器。

相控器通过调节天线的相位和幅度来控制阵列单元的辐射和接收方向。

相控阵可以通过改变相控器的控制信号来实现波束的形成和指向的控制。

相控阵的工作原理是利用阵列单元之间的相位差来形成波束。

当阵列单元的相位差为零时，阵列单元的辐射和接收方向就是波束的指向方向。

通过改变相位差，可以改变波束的指向，从而实现对目标的定向辐射和接收。

相控阵的优点之一是能够实现波束的电子扫描，即通过改变相控器的相位和幅度来改变波束的指向，从而实现对不同方向的目标的辐射和接收。

这种电子扫描比传统的机械扫描更快速、灵活。

相控阵还具有波束锁定和波束跟踪的能力，可以实时跟踪目标并对其进行定向辐射和接收。

有源相控阵在相控阵的基础上集成了功率放大器，具有更高的发射功率和接收灵敏度。

有源相控阵的功率放大器可以提供足够的发射功率，使得信号可以远距离传输，同时还可以提高接收信号的灵敏度，增强系统的接收能力。

有源相控阵在军事和民用领域都有广泛的应用。

在军事方面，有源相控阵可以用于雷达系统，实现对目标的高精度定位和跟踪；在民用方面，有源相控阵可以应用于通信系统和卫星导航系统，提供高速、高容量的通信和导航服务。

总之，相控阵和有源相控阵是一种基于波束形成技术的天线阵列系统，能够实现对发射和接收信号的相位和幅度的控制，从而实现对波束指向和形成的控制。

有源相控阵在相控阵的基础上集成了功率放大器，具有更高的灵活性和性能。

毫米波有源相控阵

毫米波有源相控阵
毫米波有源相控阵是一种应用于雷达和通信系统中，基于毫米波频段的无线电技术。

相控阵技术是指通过多个发射天线或接收天线，通过精密的幅度和相位调控，实现对电磁波的方向可控、波束可调和波前合成处理等功能，从而达到更高的空间聚焦度和信息传输速率的效果。

在毫米波有源相控阵技术中，天线采用有源结构，即天线上集成了电子设备，可以进行精确的相位调制和幅度调制。

多个天线之间进行协同工作，形成一个复杂的相互作用网络，通过计算机控制，实现对整个系统的精密调控和运行。

毫米波有源相控阵技术具有较高的频带利用率、抗干扰能力强、波束可控性好等优点，在未来的5G通信系统和雷达应用领域上具有广泛的应用前景。

同时，由于毫米波频段的特殊性质，毫米波有源相控阵也面临着很多挑战，如天线设计、电路复杂度等问题，需要进行技术上的不断创新和突破。

阵列天线分析与综合

阵列天线分析与综合前言任何无线电设备都需要用到天线。

天线的基本功能是能量转换和电磁波的定向辐射或接收。

天线的性能直接影响到无线电设备的使用。

现代无线电设备，不管是通讯、雷达、导航、微波着陆、干扰和抗干扰等系统的应用中，越来越多地采用阵列天线。

阵列天线是根据电磁波在空间相互干涉的原理，把具有相同结构、相同尺寸的某种基本天线按一定规律排列在一起组成的。

如果按直线排列，就构成直线阵；如果排列在一个平面内，就为平面阵。

平面阵又分矩形平面阵、圆形平面阵等；还可以排列在飞行体表面以形成共形阵。

在无线电系统中为了提高工作性能，如提高增益，增强方向性，往往需要天线将能量集中于一个非常狭窄的空间辐射出去。

例如精密跟踪雷达天线，要求其主瓣宽度只有1/3度；接收天体辐射的射电天文望远镜的天线，其主瓣宽度只有1/30度。

天线辐射能量的集中程度如此之高，采用单个的振子天线、喇叭天线等，甚至反射面天线或卡塞格伦天线是不能胜任的，必须采用阵列天线。

对一些雷达设备、飞机着陆系统等，其天线要求辐射能量集中程度不是很高，其主瓣宽度也只有几度，虽然采用一副天线就能完成任务，但是为了提高天线增益和辐射效率，降低副瓣电平，形成赋形波束和多波束等，往往也需要采用阵列天线。

在雷达应用中，其天线即需要有尖锐的辐射波束又希望有较宽的覆盖范围，则需要波束扫描，若采用机械扫描则反应时间较慢，必须采用电扫描，如相控扫描，因此就需要采用相控阵天线。

在多功能雷达系统中，既需要在俯仰面进行波束扫描，又需要改变相位展宽波束，还需要仅改变相位进行波束赋形，实现这些功能的天线系统只有相控阵天线才能完成。

随着各项技术的发展，天线馈电网络与单元天线进行一体化设计成为可能，高集成度的T/R组件的成本越来越低，使得在阵列天线中的越来越广泛的采用，阵列天线实现低副瓣和极低副瓣越来越容易，功能越来越强。

等等。

综上所述，采用阵列天线的原因大致有如下几点：■容易实现极窄波束，以提高天线的方向性和增益；■易于实现赋形波束和多波束；■易于实现波束的相控扫描；■易于实现低副瓣电平的方向图。

相控阵阵元聚焦点

相控阵阵元聚焦点一、什么是相控阵？相控阵（Phased Array）是一种电子扫描技术，它利用多个发射和接收元件，通过改变它们之间的时间差或相位差来控制辐射或接收的波束方向和形状。

相控阵可以实现快速、准确、灵活地对目标进行探测、成像和通信等应用。

二、什么是阵元？在相控阵中，每个发射或接收元件都被称为一个阵元（Element）。

阵元可以是天线、传感器或其他装置。

它们通常被排列成一个矩形或圆形的阵列，并且可以根据需要进行调整。

三、什么是聚焦点？聚焦点（Focus Point）是指在发射时将波束聚焦在特定位置，或者在接收时从特定位置聚集来自不同方向的信号。

聚焦点通常位于距离阵列表面一定距离处，这个距离也被称为工作距离。

四、如何实现相控阵的聚焦点？1. 阶段补偿法在相控阵中，通过改变每个阵元的时间延迟或相位差来改变波束的方向和形状。

在实现聚焦点时，可以通过对每个阵元施加不同的时间延迟或相位差来使波束聚焦在特定位置。

这种方法被称为阶段补偿法（Phase Compensation Method）。

2. 波前重构法另一种实现聚焦点的方法是波前重构法（Wavefront Reconstruction Method）。

这种方法通过计算从每个阵元到目标点的距离和相位来确定每个阵元的时间延迟或相位差，以实现波束聚焦。

波前重构法通常需要更高的计算能力和更复杂的算法。

五、相控阵聚焦点的应用1. 医学成像在医学成像中，相控阵可以用于超声成像、磁共振成像等技术中。

通过将波束聚焦在特定位置，可以获得更清晰、更准确的图像。

2. 非破坏性检测在工业领域中，相控阵可以用于非破坏性检测，如检测金属、混凝土等材料中的缺陷和裂纹等问题。

通过将波束聚焦在特定位置，可以提高检测效率和准确性。

3. 通信在通信领域中，相控阵可以用于无线电波的发射和接收。

通过将波束聚焦在特定位置，可以提高信号传输的速度和质量。

六、相控阵聚焦点的优势1. 精度高相控阵聚焦点可以实现高精度的波束控制，从而获得更准确、更清晰的成像或检测结果。

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ｌｎｔｈｃｎｂｉｄｅｓｉｈｓｄａａｆｃｉｅｙ，ｄｅｔｔｇｏｅｆｒｎｅｏｌｃｉｇｅｅｔ－ｉａｅｔｅｓａｌｎｓｎｐａｅｒｙｅｅｔｌｍｉｎｖｕｏｉｏｄｐｒｏｍａｃｆｂｏｋｎｌｃｒｓｏ
ＥｌｉａｉｎｏｃｎＢｌｄｅｓｉｈｓｄＡｒａｆＭｉｒｓｒｐｉｎｔｏｆＳａｉｎｓｎＰａｅｒｙｏｃｏｔｉｍｎ
ＰａｃｅａＣｏｐｓｔｎＲＲｓａｄＣＳｔｈｓＶｉｍｏｉｉｇＳｎＲＲｓ
的扫描盲点。该研究成果表明该特异材料在高性能微带天线阵列设计中具有良好的应用潜能。关键词：异材料；限微带相控阵；特无扫描盲点中图分类号：Ｎ２．Ｔ８１８文献标识码：Ａ文章编号：６３５９（０１０．７０１７．６２２１）２１－９３
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｅａｔｒｌ；ｉｆｉｃｏｔｐｐａｅｒａ；ｓａｌｄｅｓｔｍａｅｉｓｎｉｔｍｉｒｓｉｈｓｄａｒｙｃｎｂｉｎｓａｎｅｒｎ
带相控阵天线的扫描区域，致整个阵列扫描性能导
盲点效应是影响微带相控阵天线性能的严重问题之一。由于它出现在栅瓣之前，的甚至出现在有
目前的方法仍然存在一定的局限性：Ｊ加载天线子
阵不适用于高介电常数基板的微带天线；加载ＥＧＢ
需要占据较大的单元空间；用缺陷地将引起较强利
成本低、易于共形，以及能与微波集成电路（Ｉ，ｉＭＣｍ．ｃｗｖｔｒｅｉｕ）ｒａｅｎｇｔｃｃｉ和光集成电路（Ｉ，ｈｔｏｉｅａｄｒｔＰＣｐｏ — ｏｅｅｔｃｉｔｇａｄｃｒｕｓ技术兼容等众多优点，ｌｒｅｒｔｉｉ）ｃｉｎｅｃｔ目前已得到了广泛的运用Ｊ。然而，由于微带相控阵天线单元之间出现互耦，导致微带相控阵天线扫描在某一特定角度上时，能量几乎为全反射，致使微带相控阵在扫描到某一特定角度形成了扫描盲点ｊ。
０引言
微带相控阵天线具有结构紧凑、量轻、重体积小、
的下降。迄今为止，人们已探索出各种清除扫描盲点的有效方法。例如：线子阵技术』ＥＧ技天、Ｂ术Ｊ缺陷地技术和磁性特异材料技术ｒ、。但是
ＴＡＮＧｎｇｃｕｎ，Ａ０ｈｏｑｕ，Ｍｉ－ｈＸＩＳａ－ｉＤＥＮＧａ — ｉＷＡＮＧｎ — ｈｎＴｉｎｗｅ，ＢｉｇＺｏｇ
（ｎｔｕｅｏＡｐｉｄＰｙｉ，ｎｖｒｉｆｌｃｏｉＳｉｃｎｅｈｏｇｆｈｎ，ｈｎｄ１０４ＣｉａＩｓｔｔｆｐｌｈｓｓＵｉｅｔｏＥｅｔｎｃｃｎｅａｄＴｃｎｌｙｏｉａＣｅｇｕ６０５，ｈｎ）ｉｅｃｓｙｒｅｏＣ
第２期２１０１年４月
中ｉ舛譬限学ＩＩ雹；研雹机
ＪｕｎｌｏＥＩｏｒａｆＣＡＴ
Ｖｏ．．１６Ｎｏ２Ａｒ２１ｐ．０１
混合ＳＲ和ＣＲｓＲｓＳＲ清除微带相控阵天线扫描盲点
唐明春，肖绍球，邓天伟，王秉中
ｍａｎｔｃｗａｅｉｗｏｖａｉａｉｅｔｎ．Ｔｔｄｅｅｕｔｎｉａｅｔａｈｔｍａｅｉｌｈａｎｅｏ．ｇｅｉｖｎｔｅｃｌｄｒｃｉｓｈｅｓｕｉｄｒｓｌｓｉｄｃｔｈｔｔｅｍｅａｔｒａｓａｎｒｏｍｏｐｌｃｔｏｏｅｔａｎｄｓｇｉｇｈｇｐｒｏａｃｃｏｔｉｒａ．ｕｓａｐｉａｉｎｐｔｎｉｌｉｅｉｎｎｉｈ— ｅｒｎｅｍｉｒｓｒｐａｒｙｆｍ
（电子科技大学应用物理研究所，计出了一种由ＳＲ与ＣＲｓ基ＲｓＳＲ构成的混合结构。该结构具有在两个垂直的方向阻碍电磁波传播的特性，将其加载在无限微带天线阵列中，能够有效地清除相控阵天线
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｂａｅｎｔｅｃｒｃｅｓｉｓｏｔｍａｅｉｌｓｄｏｈｈａａｔｒｔｃｆｍｅａｔｒａｓ，ａｃｍｐｓｔｓｒｃｕｅｃｎｉｔｆＳｉｏｏｉｔｕｔｒｏｓｓｉｏＲＲｓａｄｅｎｇｎＣＳＲＲｓｉｅｉｎｄ．Ｔｈｒｐｓｄｓｒｃｕｅｉｏｄｄｉｎｎｔｈｃｏｔｉｎｅｎｒａｎａ — ｓｄｓｇｅｅｐｏｏｅｔｕｔｒｓｌａｅｎｉｆｉｅｔｅｍｉｒｓｒｐａｔｎａａｒｙａｄｃｎｅｉ