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一种新型的太阳能无人机分布式相控阵天线_陈军全

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分布式光伏电站无人机应用分析与研究

分布式光伏电站无人机应用分析与研究

分布式光伏电站无人机应用分析与研究随着能源问题日益凸显，光伏电站成为了未来可持续发展的重要组成部分。

光伏电站的规模庞大和分布广泛的特点给日常运维和管理带来了挑战。

传统的巡检和监控手段往往需要大量的人力和时间，而且无法满足对电站设备状态实时监控和异常情况快速响应的需求。

利用无人机技术进行光伏电站的巡检和监控已经成为了一个备受关注的研究方向。

分布式光伏电站无人机应用分析与研究，不仅是对现有技术进行整合和创新的过程，更是对行业未来发展方向的探索和规划。

本文将分析无人机在分布式光伏电站中的应用现状、优势和挑战，并探讨未来在这一领域的发展方向和解决方案。

一、无人机在分布式光伏电站中的应用现状1.巡检和监控传统的分布式光伏电站巡检和监控主要依靠人工巡视和远程监控系统。

这种方式存在着效率低、成本高和盲区多等问题。

而无人机巡检和监控可以利用其灵活、高效、覆盖范围广的特点，快速发现并定位电站设备的异常情况，为电站运维提供了可靠的支持。

2.设备维护在分布式光伏电站中，设备的维护和检修是一项重要的工作。

传统的方式需要维护人员亲临现场，工作效率低下且易受到环境等因素的限制。

而无人机可以通过搭载各种传感器和工具，实现对设备的远程维护和检修，大大提高了工作效率和安全性。

1.高效性无人机可以快速、高效地对电站设备进行巡检和监控，避免了人工的盲区和维修周期的延长。

无人机可以利用自主飞行和高清拍摄技术快速获取电站设备的状态信息，为设备维护和运维提供了有力的支持。

2.安全性在传统的巡检和监控方式中，人工往往需要攀爬或者接近高压设备，存在一定的安全风险。

而无人机可以远程操作，避免了人员的安全隐患，提高了工作的安全性和可靠性。

3.成本效益无人机可以大大节省人力和时间成本，提供了更加经济和高效的解决方案。

无人机在设备维护和检修方面也可以减少工时和降低人员的风险，从而降低了维修成本和管理成本。

1.技术和设备限制目前无人机在巡检和监控方面的技术和设备还存在一定的局限性，比如续航能力、自主飞行能力和传感器的性能等方面仍有待提高。

一种分布式无人机SAR深度学习三维成像方法[发明专利]

一种分布式无人机SAR深度学习三维成像方法[发明专利]

专利名称：一种分布式无人机SAR深度学习三维成像方法专利类型：发明专利
发明人：王岩,丁泽刚,曾涛,刘常浩,卫扬铠,龙腾
申请号：CN202111669699.7
申请日：20211231
公开号：CN114442092A
公开日：
20220506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种分布式无人机SAR深度学习三维成像方法，用于解决传统SAR高精度成像方法超参数选择难，算法复杂性高的问题。

首先基于分布式无人机集群建立二维成像模型，利用快速分解后向投影算法获取二维SAR图像，并进行二维SAR图像配准，完成数据预处理。

然后通过建立三维成像高度向模型，仿真生成训练数据，训练整个级联式智能三维成像网络，完成网络模型的预训练。

最后将数据预处理后的数据输入智能三维成像网络中，获取整个成像场景的三维SAR图像。

所提方法旨在提供一种高智能、高精度、高效率的分布式无人机SAR三维成像解决方案，可应用于分布式无人机三维高效高分辨成像等领域。

申请人：北京理工大学
地址：100081 北京市海淀区中关村南大街5号
国籍：CN
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一种Ka频段“瓦式”有源相控阵天线设计

一种Ka频段“瓦式”有源相控阵天线设计

一种Ka频段“瓦式”有源相控阵天线设计作者：陈军全何海丹何庆强来源：《现代电子技术》2017年第07期摘要：在Ka频段，由于单元间距小和集成度高，采用“瓦式”结构集成，有源相控阵天线设计难度大。

提出一种Ka频段“瓦式”有源相控阵天线设计方法。

采用多功能集成芯片技术实现“瓦式”TR组件的设计，“瓦式”有源相控阵天线的整体架构采用模块化设计。

最后设计了一种电控扫描的有源相控天线，采用软件仿真和数值分析设计，加工制造原理样机，测试性能指标，验证了提出方法的可行性。

关键词：多功能集成芯片； Ka波段；瓦式结构；有源相控阵天线中图分类号： TN82⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2017）07⁃0043⁃05Design of a tile⁃type active phased⁃array antenna in Ka⁃bandCHEN Junquan， HE Haidan， HE Qingqiang（Southwest Institute of Electronic Technology， Chengdu 610036， China）Abstract： Since the active phased⁃array antenna is difficult to design the tile⁃type structure due to the small element spa⁃cing and high integration in Ka⁃band， a design method of thetile⁃type active phased⁃array antenna in Ka⁃band is proposed. The multi⁃functional integrated chip technology is used to design the tile⁃type T/R module. The overall architecture of the tile⁃type active phased⁃array antenna is designed in modularization. An active phased⁃array antenna with a function of electronic control scanning was designed. The software simulation and numerical analysis are used to design and manufacture a principle prototype. The performance index of the antenna was tested to verify the feasibility of the method.Keywords： multi⁃functional integrated chip； Ka⁃band； tile⁃type structure； active phased⁃array antenna0 引言目前，有源相控阵天线已经广泛应用于雷达、通信、测控等领域，正朝着小型化、高性能、低成本等方面不断发展[1⁃2]。

一种柱面共形单脉冲相控阵天线

一种柱面共形单脉冲相控阵天线

一种柱面共形单脉冲相控阵天线
郭斌兴;王杰;苏宏艳
【期刊名称】《航天电子对抗》
【年(卷),期】2014(030)006
【摘要】为满足导引头大视角探测及波束快速扫描等需求,设计了一种柱面共形单脉冲相控阵天线.阐述了其系统组成及工作原理,详细论述了该天线的设计方法,并对它的馈电及开关网络、波束控制等关键技术进行了分析.对研制的天线原理样机进行测试,实测方向图表明该天线很好地满足了工程需求.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】郭斌兴;王杰;苏宏艳
【作者单位】毫米波遥感技术重点实验室,北京100854;毫米波遥感技术重点实验室,北京100854;毫米波遥感技术重点实验室,北京100854
【正文语种】中文
【中图分类】TN821+.8;TN97
【相关文献】
1.一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法 [J], 赵英俊;李荣锋;王永良;刘维建
2.一种DBF体制卫星接收共形相控阵天线 [J], 韩国栋;张宙;王焕菊
3.基于相控阵天线单脉冲测角算法的测角精度研究 [J], 甘明
4.基于通信信号的相控阵天线单脉冲测角算法研究 [J], 王海砚
5.单脉冲无源相控阵天线研制 [J], 韩鹏; 武俊伟; 何蓉
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C波段高密度集成瓦片式数字相控阵天线

C波段高密度集成瓦片式数字相控阵天线

C波段高密度集成瓦片式数字相控阵天线
陈自然;许明;张萌;张有明
【期刊名称】《雷达科学与技术》
【年(卷),期】2022(20)4
【摘要】随着相控阵技术的快速发展,数字相控阵系统对小型化、集成化、宽带化有了更高的要求。

本文提出了一种收发全数字波束形成的新一代相控阵方案,研制
了一套16通道的高集成度数字相控阵系统样机并完成了法向方向图测试。

该方案采用高集成度射频前端,片内集成收发通道和频率合成器,相比传统分立器件方案更
加紧凑。

阵列整体采用瓦片集成方式,通过高密度垂直互联将天线阵面、校准网络、收发信道、波束形成器进行纵向集成,具备集成密度大、剖面低、通用性强、宽带
特性好、易于扩展等诸多优点,具有良好的实用价值。

【总页数】7页(P385-390)
【作者】陈自然;许明;张萌;张有明
【作者单位】航天科工通信技术研究院有限责任公司;广州中雷电科科技有限公司;
东南大学信息科学与工程学院;东南大学网络空间安全学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN821.8
【相关文献】
1.有源相控阵天线瓦片式T/R组件基板气密性研究
2.有源相控阵天线瓦片式T/R
组件焊料气密性研究3.一种低成本Ka波段瓦片式有源相控阵天线4.X波段和C波
段地基和舰基多功能雷达有源相控阵天线的设计方案5.基于背腔结构的瓦片式两维有源相控阵天线
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一种大功率瓦片式相控阵天线[发明专利]

一种大功率瓦片式相控阵天线[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911088406.9(22)申请日 2019.11.08(71)申请人 成都华芯天微科技有限公司地址 610000 四川省成都市高新区天府五街200号1号楼3层A、B区(72)发明人 汪渊　(74)专利代理机构 成都顶峰专利事务所(普通合伙) 51224代理人 曾凯(51)Int.Cl.H01Q 1/00(2006.01)H01Q 21/00(2006.01)H01Q 23/00(2006.01)(54)发明名称一种大功率瓦片式相控阵天线(57)摘要本发明公开了一种大功率瓦片式相控阵天线，包括依次设置的第一印制电路板层、第二印制电路板层和第三印制电路板层；所述第一印制电路板层用于传输射频信号以及实现64单元的功分网络；所述第二印制电路板层电连接所述第一印制电路板层，用于控制信号的移相和衰减；所述第三印制电路板层电连接所述第二印制电路板层，用于供电和信号的输入控制；所述第一印制电路板层上设有若干用于信号输出的芯片；所述第二印制电路板层与所述第三印制电路板层之间还设有散热冷板，所述散热冷板的吸热端接触所述芯片。

本发明能够实时解决天线中芯片发热的问题，从而真正实现信号的大功率传输。

权利要求书1页 说明书6页 附图7页CN 110797624 A 2020.02.14C N 110797624A1.一种大功率瓦片式相控阵天线，其特征在于：包括依次设置的第一印制电路板层(1)、第二印制电路板层(2)和第三印制电路板层(3)；所述第一印制电路板层(1)用于传输射频信号以及实现64单元的功分网络；所述第二印制电路板层(2)电连接所述第一印制电路板层(1)，用于控制信号的移相和衰减；所述第三印制电路板层(3)电连接所述第二印制电路板层(2)，用于供电和信号的输入控制；所述第一印制电路板层(1)上设有若干用于信号输出的芯片(4)；所述第二印制电路板层(2)与所述第三印制电路板层(3)之间还设有散热冷板(5)，所述散热冷板(5)的吸热端接触所述芯片(4)。

一种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机[实用新型专利]

一种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机[实用新型专利]

专利名称：一种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机
专利类型：实用新型专利
发明人：周英杰,余兴锁,陈路遥,姚波,陈丽芹,鲁国斌,唐先泽,王楠,李繁喜,赵成俊
申请号：CN201920811551.4
申请日：20190531
公开号：CN211139664U
公开日：
20200731
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及种单发式太阳能垂直起降固定翼无人机，属于新型无人机技术领域。

本实用新型包括：柔性太阳板、垂直安定面、GPS定位导航仪、螺旋桨、电机、机翼、舵机、机身、巡航设备、舵机连杆、舵角、副翼连杆、垂直起降托板、副翼。

所述机翼水平安装在机身两侧，柔性太阳能板固定在机翼上表面，垂直安定面竖直安装在机翼上表面的中部，GPS定位导航仪固定在机身上，电机固定在机身的正前端，螺旋桨固定在电机上，舵机固定在机翼下表面的中部，巡航设备固定在机身下方的前端，舵角通过连杆与舵机连接，副翼通过副翼连杆与机翼连接，垂直起降托板固定在机翼的末端。

本实用新型巡航时间长，节能环保，可在有限的场地内实现垂直起降。

申请人：昆明理工大学
地址：650093 云南省昆明市五华区学府路253号
国籍：CN
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分布式光伏电站无人机应用分析与研究

分布式光伏电站无人机应用分析与研究

分布式光伏电站无人机应用分析与研究随着光伏发电技术的不断发展和普及，分布式光伏电站在我国得到了快速的发展。

然而，随着光伏电站规模的不断扩大，光伏电站的运维和管理也变得越来越复杂。

为了解决这一问题，无人机技术逐渐被引入到光伏电站的运维和管理中，以提高运维效率和减少人力成本。

本文将从分布式光伏电站无人机的应用情况、优势和挑战等方面进行分析和研究。

一、分布式光伏电站无人机的应用情况在分布式光伏电站的运维和管理中，无人机可以应用于以下几个方面：首先是巡检和安全监测，无人机可以通过搭载高清摄像头和红外热像仪等设备，对光伏电站的组件进行检测和监测，及时发现故障和异常情况。

其次是清洗和除尘，无人机可以搭载清洁装置，实现对光伏组件的清洗和除尘，提高光伏组件的发电效率。

另外，无人机还可以用于植被管理和环境监测，通过搭载多光谱传感器等设备，对光伏电站周围的植被和环境进行监测和管理，确保光伏电站的正常运行。

二、分布式光伏电站无人机的优势相比传统的人工巡检和维护方式，分布式光伏电站无人机具有以下几个优势：首先是效率更高，无人机可以在短时间内完成对整个光伏电站的巡检和维护任务，大大提高了运维效率。

其次是成本更低，无人机可以减少人力成本和维护费用，提高光伏电站的经济效益。

另外，无人机还可以在复杂环境下进行操作，减少对人员的安全风险，保障工作人员的安全。

三、分布式光伏电站无人机的挑战综上所述，分布式光伏电站无人机在光伏电站的运维和管理中具有重要的应用前景和发展空间。

通过不断提升无人机技术水平和加强管理监管，可以进一步提高光伏电站的运维效率和经济效益，推动我国分布式光伏电站产业的健康发展。

我们有信心，通过不断的努力与研究，分布式光伏电站无人机技术会在未来发挥越来越重要的作用。

一种太阳能无人机[实用新型专利]

一种太阳能无人机[实用新型专利]

专利名称：一种太阳能无人机
专利类型：实用新型专利
发明人：甘欣,李军府,张健,王立波,王伟申请号：CN201720943398.1
申请日：20170731
公开号：CN207045718U
公开日：
20180227
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及无人驾驶飞行器设计，特别涉及一种太阳能无人机。

一种太阳能无人机，包括机体和旋翼，所述机体呈矩形板状，所述旋翼均匀分布在所述机体的四个角，且所有所述旋翼均位于与所述机体上表面平行的平面内，所述机体的上表面铺设有用于为所述旋翼提供电能的太阳能电池板。

本实用新型的太阳能无人机，结构紧凑，很容易实现较高的刚度，使得空气动力特性更稳定，飞行控制更可靠；另外，能够实现垂直升降、空中悬停功能；进一步，本实用新型的太阳能无人机具备飞翼式飞行器的优点，能够有效利用空气动力控制飞行速度和轨迹；并且，本实用新型的太阳能无人机太阳能利用效率较高。

申请人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
地址：710089 陕西省西安市阎良区人民东路1号
国籍：CN
代理机构：北京航信高科知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：高原
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一种基于抛物柱面反射阵的多波束相控阵天线[发明专利]

一种基于抛物柱面反射阵的多波束相控阵天线[发明专利]

专利名称：一种基于抛物柱面反射阵的多波束相控阵天线专利类型：发明专利
发明人：郑雨阳,汪伟,周骏,张正宇,陈田,黄永华,李家干,刘晨晨,彭立军,张靖,张世彬,郑治
申请号：CN201910925041.4
申请日：20190927
公开号：CN110571531A
公开日：
20191213
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明实施例提供了一种基于抛物柱面反射阵的多波束相控阵天线，馈源阵列的每个单元独立接收由抛物柱面反射阵激励补偿后的波束，M×N个单元的馈源阵列共可接收M×N个波束，抛物柱面反射阵从内到外分别为多个具有不同相位补偿值的反射单元、介质层、金属背板，反射单元能够根据馈源位置补偿所需相位进而实现来波聚焦；金属背板用于反射馈电波束形成口径处的平面波前。

天线在不增加额外口径面、重量、成本的前提下，消除了反射式相控阵多波束天线低仰角增益损失的固有体制缺陷，实现了功率灵活调度与波束捷变赋形。

还具有波束数量多、覆盖区域广、辐射效率高、系统灵活性与抗干扰性强等优势，适应复杂通信环境以及高速通信链路的客观要求。

申请人：中国电子科技集团公司第三十八研究所
地址：230000 安徽省合肥市高新技术开发区香樟大道199号
国籍：CN
代理机构：合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙)
代理人：丁瑞瑞
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相控阵分布式

相控阵分布式

相控阵分布式
相控阵是指一种通过控制信号的相位来改变天线方向图的技术。

相控阵分布式是指将相控阵技术应用于分布式系统中，以实现更灵活、更高效的系统设计。

在分布式相控阵系统中，天线被分成多个可独立控制的子阵面，可以通过调整这些子阵面的相位来改变整个系统的方向图，以适应不同的应用场景。

这种分布式架构具有更好的灵活性和可扩展性，可以满足现代通信系统对天线性能的更高要求。

此外，相控阵分布式系统还可以通过使用智能化算法和先进的控制技术，实现对天线的自适应控制和优化，以提高系统的性能和可靠性。

相控阵分布式技术是一种具有广泛应用前景的天线技术，可以为现代通信系统提供更高的性能和更灵活的系统架构。

一种基于无人机群的三维组阵天线[发明专利]

一种基于无人机群的三维组阵天线[发明专利]

专利名称：一种基于无人机群的三维组阵天线
专利类型：发明专利
发明人：韩国栋,贾春来,高冲,吴旭,杨国栋,段永强,刘扬申请号：CN201910916960.5
申请日：20190926
公开号：CN110635255A
公开日：
20191231
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于无人机群的三维组阵天线，属于微波阵列天线技术领域。

该发明由若干个相同或者不同的无人机组成，形成无人机群。

该机群中，设置一架无人机为主机，负责对其他无人机的飞行速度、位置、姿态以及天线信号的开关进行控制。

在每架无人机上相同或者不同的机体位置上，均搭载相同频段的天线单元或者天线阵列。

每架无人机上搭载的天线均可以单独工作。

当无人机群进行协同工作时，主机对其他进行控制，机群通过一定的空间组合，对天线的波束进行合成，提高天线的增益和电气性能。

该发明适用于多个场合的无人机群的联合工作，也可以适用于多个智能机器人的天线波束综合中，特别适用于对某一方向的波束增强的场合中。

申请人：中国电子科技集团公司第五十四研究所
地址：050081 河北省石家庄市中山西路589号中国电子科技集团公司第五十四研究所天伺部国籍：CN
代理机构：河北东尚律师事务所
代理人：王文庆
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一种新型网格微带单脉冲天线

一种新型网格微带单脉冲天线

一种新型网格微带单脉冲天线
花鹏成;谢国君;宋诚;骆定一;张立东
【期刊名称】《制导与引信》
【年(卷),期】2022(43)3
【摘要】提出了一种新型网格微带单脉冲天线设计方法,分别给出了驻波曲线和辐射方向图的仿真结果。

该天线的辐射单元采用网格微带的形式,仅通过微带辐射单元的不同宽度实现阵面的锥削分布设计,克服了传统波导缝隙天线设计复杂和加工精度要求高的缺点,工程实现较为简单。

仿真结果表明,该天线具有2.8%以上的相对带宽(驻波不大于2)以及优于-20 dB的副瓣性能。

【总页数】5页(P21-25)
【作者】花鹏成;谢国君;宋诚;骆定一;张立东
【作者单位】上海无线电设备研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
1.新型双波段共面微带/波导单脉冲天线设计
2.一种用于平面单脉冲天线馈源的宽带微带天线阵
3.一种结构紧凑的新型微带单脉冲天线阵
4.一种新型卫星广播接收天线——平面微带天线
5.一种新型布局的圆极化微带天线阵优化设计
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（3）
G G G G
图 1 分布式相控天线结构框图 Fig.1 The structure of the distributed phase array antenna
（4）
式中： cos G sin 0
为了能够实现分布式相控阵天线实时波束指向 基本功能，系统需完成两个步骤：一是每个子阵单 元的波束合成[12]， 二是所有子阵单元的信号合成[13]。 1.1 子阵单元波束指向校正 对于第一个步骤，太阳能无人机机翼长达几十 米，在飞行过程中存在严重变形，安装在机翼不同 位置的子阵单元相对于卫星或者地面站的实时角度
第 35 卷 第 7 期 2016 年 7 月
电 子 元 件 与 材 料 ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS
Vol.35 No.7 Jul. 2016
研究与试制
一种新型的太阳能无人机分布式相控阵天线
陈 军 全
（中国西南电子技术研究所，四川 成都 610036）
摘要: 由于远距离传输、小口径安装、精确波束指向等诸多因素，传统的相控阵天线无法满足临近空间长航时 太阳能无人机的通信需求。针对此问题，提出了一种新型的太阳能无人机分布式相控阵天线，以实现高数据率远距 离传输；基于分布式阵列方法解决天线安装问题；采用基于应变测量元件的波束校正方法实现精确波束指向。设计 了一种 Ka 频率的分布式相控阵天线，通过仿真，验证了本文提出方法的正确性。 关键词: 无人机；分布式天线；相控阵天线；子阵；波束校正；信号合成 doi: 10.14106/ki.1001-2028.2016.07.013 中图分类号: TN823 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2016）07-0053-07
收稿日期：2016-04-13 基金项目：国家高技术研究发展计划“863”资助项目（No. 2015AA1443）；国家重点基础研究发展计划“973”资助项目（No. 6131） 作者简介：陈军全（1986－），男，四川广安人，工程师，博士，从事电磁场与天线技术研究，E-mail: chenjqscu@ 。 网络出版时间：2016-07-01 10:50:44 网络出版地址： /kcms/detail/51.1241.TN.20160701.1050.013.html
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陈军全：一种新型的太阳能无人机分布式相控阵天线
Vol.35 No.7 Jul. 2016
题。因此，针对新的应用平台特点，太阳能无人机 对相控阵天线的整体架构提出了新的需求。 本文提出了一种太阳能无人机分布式相控阵天 线设计方法，采用有源相控阵天线方式，实现高的 天线增益，为太阳能无人机提供高数据率远距离传 输；基于分布式阵列方法，把大口径天线阵列分为 多个面积较小的子阵单元，并共形安装在无人机不 同位置，从而解决安装受限的问题；在分布式天线 子阵单元中安装应变测量元件，利用实时姿态参数 对子阵单元波束指向进行校正，解决子阵单元波束 指向受结构变形影响的问题。最后设计了一种 Ka 频 率分布式相控阵，通过仿真，验证了本文提出方法 的正确性。
会发生变化。如果直接采用机上航电系统提供的指 向角，子阵单元波束指向将存在严重误差。 为了实现子阵单元精确波束指向，定义三个坐 标系统：地球坐标系（xyz，其中 xy 平面与水平面平 行， z 轴垂直指向天空） 、 机身坐标系 （x′y′z′， 其中 x′y′ 平面为飞机机身平面，z′轴垂直指向天空） 、子阵单 元阵面坐标系（x″y″z″，其中 x″y″平面为阵面平面， z″垂直该平面指向天空） 。 首先， 根据卫星相对于机身的角度： 俯仰角 （ ） 、 ， 航空电子系统的姿态参数： 航向角 （ ） 、 方位角 （ ） 俯仰角（ ） 、横滚角（ ） ，获得卫星在地球坐标 系下坐标，转换公式为：
陈军全：一种新型的太阳能无人机分布式相控阵天线
55
因此，添加姿态测量单元，子阵单元指向校正 过程简单描述为：首先，根据机上航电系统提供的 姿态参数（ ， ， ）和卫星参数（ ， ） ，获得 卫星在地球坐标系下的坐标；然后，利用子阵单元 姿态测量单元获得天线阵面的姿态参数( ， ， )， 通过坐标变化，最终实现卫星相对于子阵单元阵面 的精确的波束指向( ， )。 1.2 子阵单元信号延时校正 由于子阵单元相互距离可能远远大于波长，导 致其输出信号延时（ l ）可能远远超过一个符号周期 （Tsym） ，如图 2（a）所示。在该情况下，不同子阵 单元的输出信号（符号 a）无交集，无论后级如何进 行相位校正操作，都无法实现子输出信号的同相叠 加，从而导致整个系统无法工作。为了简化子阵单 元设计，延时校正在集中式处理终端中实现，通过 添加数字延时单元，对每个子阵单元的输出中频信 号进行整数倍的采样周期（ Ts ）延时校正，从而 l Ts 。在图 2（b）中，校正后阴影部分为相同符号 重叠部分，那么整个系统可以实现同相叠加。整个 延时校正示意图如图 2 所示（为了表示方便，符号 的载波在图中忽略了） 。
0 sin 。 cos
其次，根据阵面坐标系下的波束指向角度：俯 ，方位角（ ） 仰角（ ） ，子阵阵面的姿态测量参 （ ） 、 上下弯曲角 （ ） 、 横滚角 （ ） ， 数： 前后扭曲角 获得卫星在阵面坐标系下的坐标，转换公式为：
x x r sin cos y G y r sin sin z z r cos
sin cos 0
0 cos 0 sin 0 ， G 0 1 0 ， 1 sin 0 cos
0 0 1 G 0 cos sin 。 0 sin cos
第 35 卷 第 7 期
太阳能无人飞机具有巡航时间长、飞行高度高、 覆盖区域广等优势，可执行侦察监视、预警、探测 等任务，已逐渐引起人们的重视[1-2]。然而，根据临 近空间长航时太阳能无人机的要求，以及大尺度机 翼/机体结构安装和飞行器载荷轻的限制，太阳能无 人机天馈系统设计仍然面临一些挑战。第一，太阳 能无人机飞行高度高、覆盖范围大、通信链路长， 为了确保通信质量，通信链路需满足高数据率远距 离传输[3]，即天线具有高 EIRP（Equivalent Isotropic Radiated Power） 、G/T（Gain/Temperature）值；第二， 为了追求高的气动效率和高空长航时作业，太阳能 无人机一般采用覆盖大量太阳能板的大展弦机翼， 导致平台很难满足大口径天线阵列安装条件。第三， 由于太阳能无人机飞行依靠太阳能，所以机载设备 尽量要减少对飞机能量的消耗。基于轻型结构理念， 太阳能无人机降低了飞机的结构强度，在飞行过程 中容易发生结构变形，为了保证正常通信，需考虑
Novel distributed phase array antenna of solar powered UAV
CHEN Junquan
(Southwest Institute of Electronic Technology, Chengdu 610036, China)
Abstract: Due to some limitations (long-distance transmission, small-caliber mounting, accurate beam steering), the communication demand of long endurance solar powered unmanned aerial vehicle (UAV) cannot be satisfied by using the traditional phase array antenna. According to these questions, a novel distributed phase array antenna for UAV was proposed. It employed phase array antennas to realize the high data rate and long-distance transmission; and then, it implemented the method based on distributed subarray to solve the installation problem; finally, it also employed the beam correction method used strain measuring devices to establish accurate beam steering. As a sample, a Ka-band distributed phase array antenna was designed. The feasibility of the proposed method is validated by the simulation. Key words: UAV; distributed antenna; phase array antenna; subarray; beam forming remedy; signal combining
x x ' r sin cos y R 1 y ' R 1 r sin sin z z ' r cos
1
分布式相控阵天线基本原理
（1）
基于分布式子阵理念，分布式相控阵天线架构 主要包含两个方面：子阵单元和信号合成单元，如 图 1 所示。子阵单元包括天线阵面，波束合成单元 （TR 组件和馈电网络） ，以及提供波束指向信息的 波束控制单元（子阵姿态测量单元和波束控制器） ， [10-11] 具有相控阵系统 基本功能，根据要求可实现发 射和接收波束扫描。信号合成单元的功能是采用自 适应波束形成算法，通过改变各子阵输入和输出信 号的相位，形成一个总的指向波束。每个子阵单元 与信号合成单元之间采用光纤方式连接，实现轻量 化设计，同时支持高速数据传输要求。