无人机机载阵列天线系统性能影响研究

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1、Ｒ－－－［！：％窃抗巧；专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ论文题目无人机机载阵列天线系统性能影响研究专业学位类别工程硕±■学号２０１２２２２５０２４０作者姓名李珍珍指导教师王玉文副教授ｍＭ独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的

2、材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。—作者签名；抑ｆ曰期：＞５年＾＜月令曰论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：净斬导师签名：日期：户！年＾月争日分类号密级注1UDC学位论文无

3、人机机载阵列天线系统性能影响研究（题名和副题名）李珍珍（作者姓名）指导教师王玉文副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.03.01论文答辩日期2015.05.28学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月22日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONSYSTEMATICPERFORMANCEOFUNMANNEDAERIALVEHICLEAIRBORNEARRAYANTENNAAMasterThesisSubmittedtoUniv

4、ersityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZhenzhenLiAdvisor:WangYuwenSchool:SchoolofAeronauticsandAstronautics摘要摘要目前，随着无人机应用领域的不断扩展，无人机机载天线系统性能的优劣对无人机在通信、探测、侦查等应用中的影响日益突出。本文对无人机机载阵列天线的系统性能进行了较全面的分析，主要工作有：研究机载阵列天线的各种系统性能参数，分析互耦、幅相误差、阵列布局和阵列形变等因素对其系统性

5、能的影响，总结这四种因素作用的特点与规律，为无人机机载阵列天线的设计和系统性能优化提供有价值的技术参考。阵列天线中单元之间的耦合会直接影响阵列天线系统性能，故互耦是阵列天线设计不可忽略的一个问题。互耦会改变天线的增益，提高副瓣电平，使得方向图失真等，所以互耦补偿是需要重点研究的问题。在研究互耦对机载阵列天线系统性能的影响中，根据互耦原理以及阵元位置对阵元进行分类，改进了传统的有源单元方向图方法，即阵元分类有源单元方向图方法。采用该方法对互耦影响进行了分析，并结合最小二乘法实现了互耦补偿。该补偿方法的优点在于可快速获取更为准确的互耦补偿系数，同时降低自耦与互耦带来

6、的影响。幅相误差也是阵列天线系统性能的一个重要因素。在本论文中采用概率统计方法分析了随机幅相误差对阵列天线系统性能的影响，分析存在幅相误差时阵列天线方向图统计特性，总结了幅相误差影响特性和规律。针对阵元布局对阵列天线性能的影响。本论文主要研究了阵元数目以及阵元间距对阵列天线性能影响的研究，通过分析得出阵元数目、间距与方向增益、旁瓣电平、方向性系数之间的关系。由于机载共形阵的共形特征，阵列形变也会成为影响性能的一大因素。本论文首次考虑了阵列形变对共形阵列天线性能的影响。并针对该影响因素分析了其对增益、旁瓣电平等的影响特征。在形变补偿中，结合形变特征，以及相位补偿法

7、、最小二乘法的不足之处，提出了傅里叶方法对形变进行补偿，结果表明采用傅里叶方法进行的补偿效果更优于前两者，也有效地改善了形变带来的影响。本文通过电磁仿真平台AnsoftHFSS，对机载阵列天线进行建模仿真，结合MATLAB分析互耦、幅相误差、阵列布局和阵列形变对机载阵列天线系统性能的影响，总结出该四种因素作用的特征和规律，并较好地实现了补偿，达到了优化机载阵列天线系统性能的目的。关键词：共形阵列天线，互耦，幅相误差，阵元布局，阵列形变IABSTRACTABSTRACTCurrently,withthecontinuousexpansionofUnmannedAe

8、rialVehicle(