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平面单脉冲天线的研究的开题报告Title：平面单脉冲天线的研究Introduction：平面单脉冲天线是一种新型天线。
相对于传统天线，它具有高方向性、高增益的特点，可以满足一些应用的需求。
在通信领域，平面单脉冲天线也有广泛的应用，例如雷达、卫星通信等。
因此，本文将在研究平面单脉冲天线的基础上，探讨其应用的可行性，为通信领域提供参考。
Objective：本文的主要目的是研究平面单脉冲天线的原理和性能，探索其在通信领域的应用。
具体地，将从以下几个方面进行研究：1. 平面单脉冲天线的基本结构和工作原理；2. 平面单脉冲天线的性能评价指标，包括增益、方向性、波束宽度等；3. 不同频段下平面单脉冲天线的设计方法和实现技术；4. 平面单脉冲天线在雷达、卫星通信等应用中的具体应用情况，包括优缺点、技术难点等。
Methodology：本文将采用文献研究和仿真分析相结合的方法，对平面单脉冲天线的原理和性能进行研究。
具体地，将从以下几个方面进行研究和分析：1. 收集相关的文献资料，了解平面单脉冲天线的基本结构、工作原理和性能评价指标；2. 运用电磁仿真软件，对单脉冲天线的电性能进行仿真分析，包括频率特性、辐射特性、阻抗匹配等；3. 利用天线设计软件，对不同频段的平面单脉冲天线进行设计，并与仿真结果进行对比分析；4. 调研平面单脉冲天线在雷达、卫星通信等领域的应用情况，并对其技术难点进行分析和探讨。
Expected outcomes：本研究的预期成果如下：1. 对平面单脉冲天线的原理和性能进行深入分析和研究，并探讨其在通信领域中的应用可行性；2. 提出设计平面单脉冲天线的方法和实现技术，并通过仿真分析验证其可行性；3. 分析平面单脉冲天线在雷达、卫星通信等应用中的特点和优缺点，并对其技术难点进行探讨，为实际应用提供参考。
单脉冲天线角度跟踪模拟技术苏勋【摘要】通过对单脉冲天线方向图数学模型的研究,提出了一种角度跟踪模拟方法.采用信标和数控衰减器组合的方式,结合VxWorks操作系统成功实现了天线主、副瓣信号的模拟,工程应用情况良好,对当前武器装备仿真模拟训练系统的研制具有重要的参考价值.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(052)006【总页数】4页(P948-951)【关键词】测控系统;单脉冲天线;天线方向图;偏离角模拟;天线副瓣【作者】苏勋【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN82;V556仿真模拟训练系统的研制是当前武器装备建设的重要内容,在测控领域已经引起了广泛关注。
对靶场测控系统使用的训练模拟器而言,模拟内容包括角跟踪性能模拟、距离和速度动态模拟[1-3]、遥测遥控功能模拟、数传接收解调性能模拟等多项具体内容,其中角跟踪性能的仿真模拟难度较大。
测控系统中角度捕获是关键,它关系到整个测控活动的成败。
S频段测控系统可以通过跟踪过境卫星进行角度捕获的任务演练,但对于C频段测控系统,由于没有过境的低轨卫星跟踪,测控系统缺少一种可随时对设备跟踪性能进行检查、模拟演练的环境,因此有必要研究一种角跟踪模拟设备,与测控系统的天线与接收分系统一起构成角跟踪闭环系统,通过模拟各种测控活动前的校相过程、实际捕获过程,以达到对岗位人员进行实景训练提升技能的目的。
角跟踪模拟器以射频信号源、数控衰减器、数控移相器、信号处理单元为基础构建硬件模拟环境,模拟信号从高频接收机场放输入端注入测控系统。
根据天线和路/差路信号幅度归一化数学模型进行波束跟踪信号仿真,可得到天线波束捕获目标过程中完整的和路/差路信号电平、天线偏离角、误差电压理论值等原始数据;通过天线对塔标校可获得跟踪系统的AGC-S/Υ曲线、和路与差路信号在波束内的真实幅度差值。
据此可建立天线偏离角与角误差信号之间的参数映射表,存储在信号处理单元中以备调用。
单脉冲双极化天线阵列设计
于晶;李尚生;鲍虎;陈佳林
【期刊名称】《海军航空工程学院学报》
【年(卷),期】2010(025)005
【摘要】文章研究了单脉冲双极化天线阵列.天线阵混合馈电微带单元由共面微带线馈电和缝隙耦合微带线馈电两者结合形成,"十"字形微带单脉冲比较器与天线阵同面,具有结构紧凑、加工方便和成本低的优点.经仿真验证,在工作频带内其辐射单元双端口隔离度高于34 dB;并且2个极化端口在其对应主平面方向的副瓣电平均低于-20 dB.天线可适用于新一代多极化雷达系统.
【总页数】4页(P563-566)
【作者】于晶;李尚生;鲍虎;陈佳林
【作者单位】海军航空工程学院,电子信息工程系,山东,烟台,264001;海军航空工程学院,电子信息工程系,山东,烟台,264001;海军航空工程学院,电子信息工程系,山东,烟台,264001;海军航空工程学院,电子信息工程系,山东,烟台,264001
【正文语种】中文
【中图分类】TN821+.1
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1.一种应用于3G/4G无线通信的新型双极化基站天线阵列 [J], 张文婷;金印新;刘雪梅;卢亚楠;刘志伟
2.多层双极化天线阵列设计 [J], 赵红霞
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第十三章单脉冲天线一、引言单脉冲雷达体制系统，主要用于高速目标的跟踪定位。
如飞机、导弹、火箭、人造卫星的跟踪。
单脉冲雷达系统中的天线称为单脉冲天线。
单脉冲雷达天线要求产生一个主瓣的和波束，以及具有两个(或四个)主瓣的差波束，如下图13-1所示。
差波束的两个峰值之间的最小值称为“零值”。
和波束的作用是探测目标的距离(r)并行距离跟踪；差波束的作用是探测目标的方位角和俯仰角信息(,ϕθ)并行角跟踪。
一个目标的距离信息r和角信息,ϕθ已知，则目标的空间位置就确定了。
如果目标正好在和波束最大值方向，则差波束接收到的信号很弱(为零值)；当目标移动时，则差波束接收到的信号由弱变强，则可利用差信号来驱动伺服机构，使天线在俯仰或方位上转动，始终使差波束的零值方向对准目标，从而实现跟踪。
图13-1单脉冲天线方向图二、单脉冲天线组成。
在雷达应用中，单脉冲天线可采用阵列天线，也可采用反射面和单脉冲馈源组成。
如果是后者，则馈源一般采用多个(4个)叭或者单口多模喇叭。
形成差波束的关键是使用了比较器(和差器)。
三、分类。
根据比较回波信号的幅度和相位，单脉冲分为幅度单脉冲、相位单脉冲和幅相单脉冲，它们的主要区别在于天线。
无论是幅度还是相位单脉冲，为了确定目标在某一平面的角度(方位、俯仰)，都要求同时产生两个形状相同的波束。
这里只讨论幅度单脉冲(比幅)。
四、工作原理。
为了说明问题，先考虑一个平面(俯仰面)内单脉冲技术的工作原理。
当一个横向偏焦的喇叭，置于抛面焦点附近时天线将产生一个偏离天线轴的θ正比于偏焦距离x。
为了获得两个对称于天线轴，并有波瓣，其波束偏移角sθ的波瓣，可用两个对称于天线轴的横向偏焦喇叭来完成，如图13-2相同偏移角s所示。
图13-2 幅度比较单脉冲若探测到一个目标，来自A方向，这时两波束收到的回波信号，相位相同，但幅度不等。
两信号相减形成的差信号是目标方向的函数。
这个差信号的大小，表示了目标偏离天线轴向角度的大小，差信号的正负，则表示目标偏向哪一边。
1～12GHz单通道单脉冲跟踪天线
张凤林;丁晓磊;刘昊;孙向珍;刘玉杰
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2009(024)003
【摘要】介绍了以六单元圆形阵列天线作为照射器的超宽频带双圆极化单脉冲抛
物面天线的工作机理,并给出了通过数字移相器和耦合器将宽频带的和差两个通道
变成单通道的途径.成功研制了一套超宽频带单通道单脉冲天线系统,天线系统由大、小两个抛物面天线组成,小天线置于大天线的边缘.进行了试验研究,给出了和差方向图的测试结果.该天线系统具有同时左右旋圆极化、十二倍频程自跟踪、单通道、
馈源体积小等特点.
【总页数】5页(P427-431)
【作者】张凤林;丁晓磊;刘昊;孙向珍;刘玉杰
【作者单位】北京遥测技术研究所,北京,100076;北京遥测技术研究所,北
京,100076;北京遥测技术研究所,北京,100076;北京遥测技术研究所,北京,100076;
北京遥测技术研究所,北京,100076
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.单通道单脉冲跟踪系统自动校相的设计与实现 [J], 钟水和;王建;潘尧成;陈玉龙
2.星载单通道单脉冲自跟踪系统设计 [J], 万晓光
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西北工业大学网络教育学院毕业设计论文题目：单脉冲原理在雷达罩电性能参数测试中的应用班级：工业工程（专起本）姓名：昝海军指导老师：于浩答辩时间： 2008 年月日西北工业大学网络教育学院任务书毕业设计论文一、题目：单脉冲原理在雷达罩电性能参数测试中的应用二、指导思想和目的要求；通过单脉冲原理在雷达罩电性能参数测试中的应用的分析，给出了利用单脉冲天线的和差响应原理配置的雷达罩电气性能测试框图，分析了测试系统的工作原理及测试误差，介绍了功率传输系数及瞄准误差的数据处理方法，为该系统用于雷达罩测试提供了可靠的理论依据，同时给出了雷达天线罩电性能测试进一步发展的方向。
三、进度与要求：（一）第一阶段，确定论文范围按照西北工业大学网络教育学院要求，填写毕业论文题目调查表，确定论文的选题范围。
（二）第二阶段，确定论文题目根据本人的工作经历，按照系统的思维方式，寻求工作中的改进机会，并就雷达罩测试转台精度与运行平稳度的改造及完善测试系统数据采集、处理软件等几个方面提出了自己的意见和建议。
经过仔细斟酌，认真推敲，并和本人的指导老师多次沟通和协调，确定本论文的题目。
（三）第三阶段，确定论文提纲根据指导老师的启发和引导，通过翻阅大量技术文献，结合工作实际特点，逐步勾画轮廓，清晰论文骨架。
从全局角度出发，构思论文结构，形成论文提纲，并经指导老师审阅合格。
（四）第四阶段，确定论文内容根据第三阶段提纲，本人参照技术文献内容，结合在西北工业大学网络教育学院学习的新知识，沿着大纲给定的主线，拓展并深化论文内容。
并上交本人的毕业论文初稿。
（五）第五阶段，进行论文评阅根据指导老师的评阅结果以及提出的问题，对本人的论文进行最后的修正和完善。
（六）第六阶段，进入论文答辩按照西北工业大学网络教育学院要求，进入论文答辩。
五、主要参考书及参考资料：[1] 李鸣、张鲁滨、李弩等.航空工程手册·航电综合类. 北京：航空工业出版社，2001[2] 张恩祥、党昭坤等.HB6186—89机载雷达罩通用规范.航空航天工业部，1989[3] 栾恩杰等.国防科技名词大典·电子篇.北京：航空工业出版社、兵器工业出版社、原子能出版社，2002[4] 王小谟、张光义等.雷达与探测.北京：国防科技工业出版社，2000[5] 魏文元.天线及测角精度.西安：西北电讯工程学院出版社，1975[6]郭辉萍、刘学观.电磁场与电磁波.西安：西安电子科技大学出版社，2003[7] 毛乃宏.天线测量手册.北京：国防工业出版社，1987[8] 王一平等.传输·辐射·传播. 西安：西安电子科技大学出版社，2006[9] 张祖稷.雷达天线技术.北京：电子工业出版社，2005[10] 廖承恩.微波技术基础.西安：西安电子科技大学出版社，1994[11] 林占江.电子测量技术.北京：电子工业出版社，2006[12] 张肃文、陆兆熊等.高频电子线路（第三版）.北京：高等教育出版社，1993学习中心：陕飞校外学习中心班级: 014703216专业：工业工程学生：昝海军指导教师：于浩目录摘要 (1)第1章雷达罩及其主要电气性能参数概念 (1)1 概述 (1)2 雷达罩的概念 (1)3 雷达罩主要电性能参数 (2)3.1 瞄准误差 (2)3.2 瞄准误差率 (2)3.3 功率传输系数 (2)4 小结 (3)第2章单脉冲原理 (4)1 单脉冲技术 (4)2 幅度比较单脉冲技术 (4)3 小结 (6)第3章用单脉冲原理测试雷达罩电性能参数 (7)1 测试系统组成 (7)1.1 雷达天线 (7)1.2 比幅式单脉冲天线 (8)2 对单脉冲天线的性能要求 (11)3 系统的测试原理 (13)4 系统的调整与测试程序 (14)5 瞄准误差测量时的系统误差分析 (16)6 小结 (17)第4章总结 (19)1 雷达罩测试转台精度与运行平稳度的改造 (19)2 完善测试系统数据采集、处理软件 (19)3 对雷达罩测试转台进行有效的屏蔽 (20)4 充分挖掘现有仪器、设备潜力 (20)致谢词 (21)参考资料 (22)摘要雷达的英文名称为Radar(Radio Detection Ranging)，其含义是指用无线电方法对目标进行探测和测距。
第十三章单脉冲天线
一、引言
单脉冲雷达体制系统，主要用于高速目标的跟踪定位。
如飞机、导弹、火箭、人造卫星的跟踪。
单脉冲雷达系统中的天线称为单脉冲天线。
单脉冲雷达天线要求产生一个主瓣的和波束，以及具有两个(或四个)主瓣的差波束，如下图13-1所示。
差波束的两个峰值之间的最小值称为“零值”。
和波束的作用是探测目标的距离(r)并行距离跟踪；差波束的作用是探测目标的方位角和俯仰角信息(,ϕθ)并行角跟踪。
一个目标的距离信息r和角信息,ϕθ已知，则目标的空间位置就确定了。
如果目标正好在和波束最大值方向，则差波束接收到的信号很弱(为零值)；当目标移动时，则差波束接收到的信号由弱变强，则可利用差信号来驱动伺服机构，使天线在俯仰或方位上转动，始终使差波束的零值方向对准目标，从而实现跟踪。
图13-1单脉冲天线方向图
二、单脉冲天线组成。
在雷达应用中，单脉冲天线可采用阵列天线，也可采用反射面和单脉冲馈源组成。
如果是后者，则馈源一般采用多个(4个)叭或者单口多模喇叭。
形成差波束的关键是使用了比较器(和差器)。
三、分类。
根据比较回波信号的幅度和相位，单脉冲分为幅度单脉冲、相位单脉冲和幅相单脉冲，它们的主要区别在于天线。
无论是幅度还是相位单脉冲，为了确定目标在某一平面的角度(方位、俯仰)，都要求同时产生两个形状相同的波束。
这里只讨论幅度单脉冲(比幅)。
四、工作原理。
为了说明问题，先考虑一个平面(俯仰面)内单脉冲技术的工作原理。
当一个横向偏焦的喇叭，置于抛面焦点附近时天线将产生一个偏离天线轴的
θ正比于偏焦距离x。
为了获得两个对称于天线轴，并有波瓣，其波束偏移角
s
θ的波瓣，可用两个对称于天线轴的横向偏焦喇叭来完成，如图13-2相同偏移角
s
所示。
图13-2 幅度比较单脉冲
若探测到一个目标，来自A方向，这时两波束收到的回波信号，相位相同，但幅度不等。
两信号相减形成的差信号是目标方向的函数。
这个差信号的大小，表示了目标偏离天线轴向角度的大小，差信号的正负，则表示目标偏向哪一边。
由差信号驱动电机使天线转动而对准目标，则差信号为0。
从而实现了跟踪。
一般的比幅单脉冲天线的馈源是由四个喇叭和比较电路构成的。
假如上图为俯仰面的话，另两个喇叭则构成方位面。
四喇叭馈源及比较器电路如图13-3所示。
图13-3 幅度比较单脉冲天线的馈源和比较器
图中，1，2，3，4表示四个喇叭组成的馈源。
Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ表示四个波导魔T ，如图13-4所示，并以1E 、2E 、3E 、4E 分别表示四个喇叭接收到的回波信号幅度。
E ∑表示和信号，E α表示方位差信号，E β表示俯仰差信号。
图13-4 魔T
根据魔T 的工作特性，有：
和信号： 1234E E E E E
∑=+++ (13.1) 方位差信号：()()1324E E E E E α=+-+ (13.2) 俯仰差信号：()()1234E E E E E β=+-+ (13.3) 还有一路差信号()()1324E E E E ---为交差信号无用，该差支路信号接匹配负载吸收。
注：魔T （双T ）的工作特性：
结构如图13-5所示。
图13-5 魔T 结构图
工作特性
接收时：当同频信号1E 、2E 由1口和2口输入时，3口输出为两信号的和值
12E E +。
所以3臂称为和臂；4臂输出两信号的差值12E E -，所以称为
差臂。
发射时：信号由3臂输入3E ，则1、2两臂输出等幅同相信号1232E E E ==。
此
时4臂隔离，无输出。
即有“对臂隔离邻臂分”之特性。
由于馈源的每个喇叭收到的信号的大小与目标的距离和方向有关。
因此，它们形成的和信号称为和方向图，差信号称为差方向图。
包括方位差和俯仰差方向图。
和差波束的作用前面都提到了。
即：
差波束产生差信号，实现目标的跟踪；
和波束在发射时照射目标，接收时提供目标的距离信息。
并给差信号提供相位参考。
单脉冲天线的分析，主要有两种方法：
次级波束加减法
口径场法 ∙次级波束加减法：是把馈源分离成n 个单独的馈源。
例如把四喇叭馈源看作
四个馈源，每个喇叭各自产生偏轴的次级波束，然后把比较器的作用归结为对次级波束的直接相加和相减，从而得到单脉冲天线的和波束和两个差波束。
此法的优点是直观，对天线的工作原理来说物理概念明确。
∙口径场法：是将馈源和比较器视为一个整体。
把接收时产生的三个波束用发
射状态来分析。
馈源口径上有三种初级场分布，这三种初级场分布产生的三个初级波束照射反射面。
在反射面口径上建立起相应的三种次极口径场分布，然后向空间发射三个次级波束。
图13-6 馈源的口径场分布 ∙主要电气指标
单脉冲天线的电气参量与普通天线一样。
也要用到增益、半功率波瓣宽度、副瓣电平等。
但由于其工作体制的不同，还要用差波束的相对斜率、绝对斜率、分离角和零深及角灵敏度的指标。
图13-7 单脉冲天线方向图。
