反射阵天线高效优化方法及像素化单元设计
发布时间：2021-11-26 08:45
反射阵由于其结构简单、易于加工等优点作为一种新兴的微带阵列结构而广为人知。常用的反射阵相比于抛物面天线来说做工简单成本低,相对于相控阵天线来说没有昂贵的移相器以及复杂的馈电网络,正是综合了以上的优点,这种由周期结构组成的反射阵天线目测正在获得广泛的关注与应用。本文针对反射阵的设计以及优化展开相应的研究。本文的第一部分提出了一种设计和优化波束赋形单层反射阵的方法。该方法采用了空间映射优化算法,将改进的阵因子公式作为粗模型进行快速优化,将特征电流数值计算方法作为细模型来验证粗模型优化结果的正确性,并通过构建粗细模型的映射关系来更新每次粗模型优化的初值以便于下次优化,依次循环直至寻找到满足条件的最优解,从而快速的优化出能够对指定区域实现高增益的赋形波束的反射阵。本文的第二部分提出了一种利用人工智能的方法优化反射阵单元的反射系数查找宽带的多比特反射阵单元。通过深度学习的方式建立了单元表面图案和反射相位之间的联系。再通过优化算法找到相位差恒定的多比特单元,并通过布阵的形式组成漫反射阵面实现RCS缩减的功能。最后,论文通过数值仿真结果验证了本文方法分析平面赋形反射阵天线和像素化单元漫反射阵列的正确...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反射阵列天线系统的结构示意图
硕士学位论文??１?＼?ｔ／７??图１．１反射阵列天线系统的结构示意图??反射阵天线是将抛物面天线和相控阵天线各自的优点很好的结合起来Ｍ。和抛物面??天线类似，反射阵天线不需要复杂的功分网络和移相器，故不会弓丨入插入损耗，能够将??大部分的能量辐射出去。和相控阵天线一样，反射阵天线也能够实现大角度扫描，而不??需要额外的移相器，故可以降低反射阵的成本和重量。此外，反射阵天线还具有低剖面、??单元结构简单、制作工艺成熟、易折叠，能够很好地与其他物体共形而不影响各自的性??能。正是鉴于反射阵列天线相比传统的高增益天线而言有着这些优良的特性，对反射阵??天线技术的研宄与应用正吸引了国内外的专家学者的关注与研究。??１．２研宄历史和现状??１９６３年，Ｂｅｒｒｙ团队首先提出并验证了反射阵天线这一概念，如图所示［３］。利用终??端短路开口波导作为反射阵列单元，通过调节不同阵元处波导的长度，来实现对馈源到??阵列上不同单元的波程差引起的相位差的补偿
图１．２．２四臂螺旋反射阵列单元结构示意图??１９７８年，Ｍａｌａｇｉｓｉ首次提出了微带平面反射阵列这一概念％。微带平面反射阵天线??结构示意图如图１．２．３所示。通过调节各个阵元的结构尺寸来补偿由馈源到反射阵面不??同阵元位置处的波程差，从而实现在特定方向的波束扫描。随后Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ利用无限??周期模型来对反射阵单元进行分析与计算。考虑相邻单元之间的耦合作用，能够更加准??确的建立起反射单元尺寸变化与反射相位之间的相移关系＿。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应迭代傅里叶算法用于阵列方向图综合[J]. 王新宽,焦永昌,谭艳艳. 西安电子科技大学学报. 2013(04)
[2]改进型矩量法/双正交模法混合技术及其在天线分析中的应用[J]. 宋玉明,曹伟. 南京邮电学院学报. 1992(04)
博士论文
[1]基于深度学习的图像隐写分析方法研究[D]. 钱银龙.中国科学技术大学 2017
[2]宽带双频微带反射阵及宽带透射阵天线研究[D]. 薛飞.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[3]基于深度学习的暴力检测及人脸识别方法研究[D]. 丁春辉.中国科学技术大学 2017
[4]天线与微波器件的空间映射优化方法研究[D]. 徐娟.南京理工大学 2016
[5]基于深度学习的图像特征学习和分类方法的研究及应用[D]. 冯子勇.华南理工大学 2016
[6]新型快速阵列天线方向图综合方法的研究[D]. 曹顺锋.西安电子科技大学 2016
[7]宽带平面反射阵和多层频率选择表面研究及其应用[D]. 李永久.西安电子科技大学 2015
[8]面向大数据特征学习的深度计算模型研究[D]. 张清辰.大连理工大学 2015
[9]面向图像分类和识别的视觉特征表达与学习的研究[D]. 杨钊.华南理工大学 2014
[10]平面分层介质结构的快速电磁算法研究[D]. 庄伟.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]基于深度学习的目标检测研究[D]. 付若楠.北京交通大学 2017
[2]阵列天线特征电流快速分析方法[D]. 黄敏.南京理工大学 2017
[3]基于NURBS建模的反射面天线赋形与优化[D]. 申强强.南京理工大学 2016
[4]微带反射阵列天线的研究与设计[D]. 张帆.电子科技大学 2016
[5]基于新型单元的宽频带反射阵天线研究[D]. 吴伟伟.电子科技大学 2015
[6]特征模理论及其在天线中的应用[D]. 张莹.电子科技大学 2012
[7]宽带反射阵天线的研究与设计[D]. 李瑞华.西安电子科技大学 2012
[8]基于多谐振特性的单层平面反射阵列研究[D]. 豆栋梁.解放军信息工程大学 2011
[9]分层结构的谱域法及其在微带天线分析中的应用[D]. 赵宏宇.国防科学技术大学 2010
[10]微带平板反射阵天线的研究与设计[D]. 窦智童.电子科技大学 2010
本文编号：3519794
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
反射阵列天线系统的结构示意图
硕士学位论文??１?＼?ｔ／７??图１．１反射阵列天线系统的结构示意图??反射阵天线是将抛物面天线和相控阵天线各自的优点很好的结合起来Ｍ。和抛物面??天线类似，反射阵天线不需要复杂的功分网络和移相器，故不会弓丨入插入损耗，能够将??大部分的能量辐射出去。和相控阵天线一样，反射阵天线也能够实现大角度扫描，而不??需要额外的移相器，故可以降低反射阵的成本和重量。此外，反射阵天线还具有低剖面、??单元结构简单、制作工艺成熟、易折叠，能够很好地与其他物体共形而不影响各自的性??能。正是鉴于反射阵列天线相比传统的高增益天线而言有着这些优良的特性，对反射阵??天线技术的研宄与应用正吸引了国内外的专家学者的关注与研究。??１．２研宄历史和现状??１９６３年，Ｂｅｒｒｙ团队首先提出并验证了反射阵天线这一概念，如图所示［３］。利用终??端短路开口波导作为反射阵列单元，通过调节不同阵元处波导的长度，来实现对馈源到??阵列上不同单元的波程差引起的相位差的补偿
图１．２．２四臂螺旋反射阵列单元结构示意图??１９７８年，Ｍａｌａｇｉｓｉ首次提出了微带平面反射阵列这一概念％。微带平面反射阵天线??结构示意图如图１．２．３所示。通过调节各个阵元的结构尺寸来补偿由馈源到反射阵面不??同阵元位置处的波程差，从而实现在特定方向的波束扫描。随后Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ利用无限??周期模型来对反射阵单元进行分析与计算。考虑相邻单元之间的耦合作用，能够更加准??确的建立起反射单元尺寸变化与反射相位之间的相移关系＿。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应迭代傅里叶算法用于阵列方向图综合[J]. 王新宽,焦永昌,谭艳艳. 西安电子科技大学学报. 2013(04)
[2]改进型矩量法/双正交模法混合技术及其在天线分析中的应用[J]. 宋玉明,曹伟. 南京邮电学院学报. 1992(04)
博士论文
[1]基于深度学习的图像隐写分析方法研究[D]. 钱银龙.中国科学技术大学 2017
[2]宽带双频微带反射阵及宽带透射阵天线研究[D]. 薛飞.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[3]基于深度学习的暴力检测及人脸识别方法研究[D]. 丁春辉.中国科学技术大学 2017
[4]天线与微波器件的空间映射优化方法研究[D]. 徐娟.南京理工大学 2016
[5]基于深度学习的图像特征学习和分类方法的研究及应用[D]. 冯子勇.华南理工大学 2016
[6]新型快速阵列天线方向图综合方法的研究[D]. 曹顺锋.西安电子科技大学 2016
[7]宽带平面反射阵和多层频率选择表面研究及其应用[D]. 李永久.西安电子科技大学 2015
[8]面向大数据特征学习的深度计算模型研究[D]. 张清辰.大连理工大学 2015
[9]面向图像分类和识别的视觉特征表达与学习的研究[D]. 杨钊.华南理工大学 2014
[10]平面分层介质结构的快速电磁算法研究[D]. 庄伟.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]基于深度学习的目标检测研究[D]. 付若楠.北京交通大学 2017
[2]阵列天线特征电流快速分析方法[D]. 黄敏.南京理工大学 2017
[3]基于NURBS建模的反射面天线赋形与优化[D]. 申强强.南京理工大学 2016
[4]微带反射阵列天线的研究与设计[D]. 张帆.电子科技大学 2016
[5]基于新型单元的宽频带反射阵天线研究[D]. 吴伟伟.电子科技大学 2015
[6]特征模理论及其在天线中的应用[D]. 张莹.电子科技大学 2012
[7]宽带反射阵天线的研究与设计[D]. 李瑞华.西安电子科技大学 2012
[8]基于多谐振特性的单层平面反射阵列研究[D]. 豆栋梁.解放军信息工程大学 2011
[9]分层结构的谱域法及其在微带天线分析中的应用[D]. 赵宏宇.国防科学技术大学 2010
[10]微带平板反射阵天线的研究与设计[D]. 窦智童.电子科技大学 2010
本文编号：3519794
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