优先发表
优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章，这些文章目前处在编校过程，尚未确定卷期及页码，但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
, 最新更新时间
摘要:
针对空间微波能量收集的应用场景，提出了一种微带线行波激励的双端口双频双圆极化复合微带天线。该天线由一个工作在低频段的微带圆环和一个工作在高频段的微带圆片复合而成，分别由两种不同的正交十字缝隙耦合馈电，采用微带线级联依次相差90°顺序旋转四馈电实现圆极化，天线整体通过对称性结构设计，从不同端口输入可获得双圆极化性能。实验结果表明，在880~960 MHz频带和1.85~2.45 GHz频带内S11<-10dB，阻抗相对带宽分别为8.7%和30%；在885~920 MHz频带和1.86~2.43 GHz频带内轴比小于3dB，圆极化相对带宽分别为4%和29%；天线的方向性在工作频段内良好，在低频段增益达到5.4 dBic，在高频段增益达到7.7 dBic。该天线结构紧凑且加工简单，为双端口双频双圆极化天线的研究与设计提供了新思路。
针对空间微波能量收集的应用场景，提出了一种微带线行波激励的双端口双频双圆极化复合微带天线。该天线由一个工作在低频段的微带圆环和一个工作在高频段的微带圆片复合而成，分别由两种不同的正交十字缝隙耦合馈电，采用微带线级联依次相差90°顺序旋转四馈电实现圆极化，天线整体通过对称性结构设计，从不同端口输入可获得双圆极化性能。实验结果表明，在880~960 MHz频带和1.85~2.45 GHz频带内S11<-10dB，阻抗相对带宽分别为8.7%和30%；在885~920 MHz频带和1.86~2.43 GHz频带内轴比小于3dB，圆极化相对带宽分别为4%和29%；天线的方向性在工作频段内良好，在低频段增益达到5.4 dBic，在高频段增益达到7.7 dBic。该天线结构紧凑且加工简单，为双端口双频双圆极化天线的研究与设计提供了新思路。
, 最新更新时间
摘要:
由于受地层水矿化度的影响，导致复杂油气储层电性特征复杂，采用电阻率测量方法较难对复杂储层流体进行准确评价与识别；但介电常数受地层水矿化度影响小，并且水的介电常数远大于油气介电常数。通过电磁波传播测井仪测量地层介电常数可有效准确区分油气储层与水层，其地层响应转换图版的精准性对复杂储层流体的准确评价至关重要。本文基于等效磁偶极子模型推导了层状介质中1GHz电磁波传播计算公式，提出将测量探头几何工程参数融入有限元精确仿真方法，采用COMSOL Multiphysics建立了1:1有限元仿真模型，分析了探头几何工程参数对地层转换图版的影响。并搭建实验系统测量理论仿真的准确性，测量结果显示基于精确仿真方法得到介电常数与真实值的相对误差小于1%。研制出电磁波传播测井仪，并在某油田开展了非常规页岩油气测井应用。
由于受地层水矿化度的影响，导致复杂油气储层电性特征复杂，采用电阻率测量方法较难对复杂储层流体进行准确评价与识别；但介电常数受地层水矿化度影响小，并且水的介电常数远大于油气介电常数。通过电磁波传播测井仪测量地层介电常数可有效准确区分油气储层与水层，其地层响应转换图版的精准性对复杂储层流体的准确评价至关重要。本文基于等效磁偶极子模型推导了层状介质中1GHz电磁波传播计算公式，提出将测量探头几何工程参数融入有限元精确仿真方法，采用COMSOL Multiphysics建立了1:1有限元仿真模型，分析了探头几何工程参数对地层转换图版的影响。并搭建实验系统测量理论仿真的准确性，测量结果显示基于精确仿真方法得到介电常数与真实值的相对误差小于1%。研制出电磁波传播测井仪，并在某油田开展了非常规页岩油气测井应用。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022169
摘要:
海上大气折射率是影响电波传播的重要因子，是构建电波环境数据库的重要元素. 而再分析数据是其重要的数据源，因此本文利用典型海域的GPS探空数据从两个方面开展了欧洲中期天气预报中心ERA-I（ERA-interim）和美国国家环境预报中心FNL (FiNal)再分析数据在大气折射环境的应用评估，包括直接应用和作为初始场开展数值模拟. 结果表明：在靠近大洋的“开阔”海域，FNL再分析数据对大气折射率环境的适应性更好，其中在北极、南极海域，FNL数据计算的修正大气折射率的均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为4.7和2.8 M单位；而在相对封闭的海域，ERA-I再分析数据刻画的大气折射更准确. 大气波导识别方面，ERA-I再分析数据能识别大部分波导，而FNL再分析数据只能识别小部分波导尤其是海上波导，在波导高发的中东地区，二者正确率分别为58.1%和45.4%. 在数值模拟中，两种不同数据初始场对模拟大气折射率的影响不大，各站点计算修正大气折射率的RMSE均小于1 M单位. 研究结果可对不同海域大气折射环境应用提供指导.
海上大气折射率是影响电波传播的重要因子，是构建电波环境数据库的重要元素. 而再分析数据是其重要的数据源，因此本文利用典型海域的GPS探空数据从两个方面开展了欧洲中期天气预报中心ERA-I（ERA-interim）和美国国家环境预报中心FNL (FiNal)再分析数据在大气折射环境的应用评估，包括直接应用和作为初始场开展数值模拟. 结果表明：在靠近大洋的“开阔”海域，FNL再分析数据对大气折射率环境的适应性更好，其中在北极、南极海域，FNL数据计算的修正大气折射率的均方根误差(root mean square error, RMSE)分别为4.7和2.8 M单位；而在相对封闭的海域，ERA-I再分析数据刻画的大气折射更准确. 大气波导识别方面，ERA-I再分析数据能识别大部分波导，而FNL再分析数据只能识别小部分波导尤其是海上波导，在波导高发的中东地区，二者正确率分别为58.1%和45.4%. 在数值模拟中，两种不同数据初始场对模拟大气折射率的影响不大，各站点计算修正大气折射率的RMSE均小于1 M单位. 研究结果可对不同海域大气折射环境应用提供指导.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022024
摘要:
针对应用于辐射高功率微波的双反射面天线系统设计了一种新型抑制高功率微波击穿的副反射面天线罩。该副反射面天线罩为基于复合材料的曲面球壳体结构，通过在罩内填充SF6气体，能够有效抑制副反射面附近高功率微波击穿。首先仿真分析了高功率脉冲照射下的天线副反射面附近区域空气击穿空间分布，确定天线罩的最小外廓尺寸。然后开展天线罩低损耗设计方法研究，通过采用优化算法对罩体外形曲线进行优化设计，使得电磁波与天线罩体的夹角控制在44°以内，并以此作为输入优化得到使透波系数最优的蒙皮和芯层厚度参数。此外，为避免复杂的成型工艺，将副面罩简化为泡沫环筋结构，其既有低损耗特性又兼顾了一定结构强度。最后对天线罩的电气性能进行仿真与测试验证，实测结果表明这种副面罩引入的插入损耗在0.3 dB以内，透波率达93.4%以上，对反射面天线系统的辐射性能影响很小。
针对应用于辐射高功率微波的双反射面天线系统设计了一种新型抑制高功率微波击穿的副反射面天线罩。该副反射面天线罩为基于复合材料的曲面球壳体结构，通过在罩内填充SF6气体，能够有效抑制副反射面附近高功率微波击穿。首先仿真分析了高功率脉冲照射下的天线副反射面附近区域空气击穿空间分布，确定天线罩的最小外廓尺寸。然后开展天线罩低损耗设计方法研究，通过采用优化算法对罩体外形曲线进行优化设计，使得电磁波与天线罩体的夹角控制在44°以内，并以此作为输入优化得到使透波系数最优的蒙皮和芯层厚度参数。此外，为避免复杂的成型工艺，将副面罩简化为泡沫环筋结构，其既有低损耗特性又兼顾了一定结构强度。最后对天线罩的电气性能进行仿真与测试验证，实测结果表明这种副面罩引入的插入损耗在0.3 dB以内，透波率达93.4%以上，对反射面天线系统的辐射性能影响很小。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022143
摘要:
介绍了一种W频段宽带多模涡旋电磁波卡塞格伦天线设计. 采用双极化开口方波导单元构建圆形波导阵列，结合多模馈电波导网络，实现了波束的涡旋模态(\begin{document}$ l=0,\pm 1,+2 $\end{document} ![]()
![]()
介绍了一种W频段宽带多模涡旋电磁波卡塞格伦天线设计. 采用双极化开口方波导单元构建圆形波导阵列，结合多模馈电波导网络，实现了波束的涡旋模态(
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022085
摘要:
针对居住环境内电磁辐射在周期性规律中混有较多高频分量，导致传统时序建模方法和神经网络方法预测性能受限的问题，提出了一种小波分解与季节性差分自回归滑动平均（seasonal autoregressive integrated moving average, SARIMA）模型相结合的混合预测方法. 该方法根据辐射数据的时频特性，利用SARIMA模型对小波分解得到的主要周期分量和细节分量进行分层预测，以适应居住环境内多种发射源形成的复杂电磁辐射状况. 实验结果表明，该方法不仅比单一时序建模方法以及神经网络方法具有更高的预测准确度，而且具有更强的异常值适应性与稳定性.
针对居住环境内电磁辐射在周期性规律中混有较多高频分量，导致传统时序建模方法和神经网络方法预测性能受限的问题，提出了一种小波分解与季节性差分自回归滑动平均（seasonal autoregressive integrated moving average, SARIMA）模型相结合的混合预测方法. 该方法根据辐射数据的时频特性，利用SARIMA模型对小波分解得到的主要周期分量和细节分量进行分层预测，以适应居住环境内多种发射源形成的复杂电磁辐射状况. 实验结果表明，该方法不仅比单一时序建模方法以及神经网络方法具有更高的预测准确度，而且具有更强的异常值适应性与稳定性.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022106
摘要:
工业物联网(industrial internet of things，IIoT)场景利用大量通信及工业设备的交互协同实现各类工业自动化应用，其下的信道具有多频段、强反射、密集散射、移动遮挡等特点。准确建立可表征上述特点的路径损耗模型存在巨大挑战，它是构建该场景下可靠无线通信链路的关键。本文基于射线追踪结果，利用统计方法对IIoT场景下复杂信道的路径损耗模型进行建模与研究. 首先，提出适用于多频段的路径损耗模型并构建与频率线性相关的隔断衰减因子；其次，引入距离、频率以及传播条件相关的金属机器路径损耗修正项，用于描述大型金属机器遮挡或密集金属散射体带来的额外路径损耗；最后，探索工业机器人运动对路径损耗的影响。本文所提出模型形式简洁，与射线追踪结果吻合度高，能够很好地描述IIoT场景下信道的多种特点对信道路径损耗的影响。本文研究结果可为IIoT场景下的链路预算和热点布设提供重要信息。
工业物联网(industrial internet of things，IIoT)场景利用大量通信及工业设备的交互协同实现各类工业自动化应用，其下的信道具有多频段、强反射、密集散射、移动遮挡等特点。准确建立可表征上述特点的路径损耗模型存在巨大挑战，它是构建该场景下可靠无线通信链路的关键。本文基于射线追踪结果，利用统计方法对IIoT场景下复杂信道的路径损耗模型进行建模与研究. 首先，提出适用于多频段的路径损耗模型并构建与频率线性相关的隔断衰减因子；其次，引入距离、频率以及传播条件相关的金属机器路径损耗修正项，用于描述大型金属机器遮挡或密集金属散射体带来的额外路径损耗；最后，探索工业机器人运动对路径损耗的影响。本文所提出模型形式简洁，与射线追踪结果吻合度高，能够很好地描述IIoT场景下信道的多种特点对信道路径损耗的影响。本文研究结果可为IIoT场景下的链路预算和热点布设提供重要信息。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022155
摘要:
为满足无线通信系统中对紧凑型滤波器的需求，提出一种小型化带通滤波器. 该滤波器通过半模基片集成波导与四分之一波长谐振单元的电磁耦合，在高频阻带产生传输零点；通过强磁区域上层金属面开槽线微扰降低了基模谐振频率，在低频阻带产生传输零点. 所设计的滤波器在8.8~12 GHz频段实现了带通效应，相对带宽为30.7%，带内插损小于0.5 dB，回波损耗大于15 dB，同等带宽条件下相较无开槽线结构尺寸减少了10%；利用额外谐振单元在高频阻带增加了传输零点，使大于20 dB的高频阻带带宽达到了4 GHz，实测结果与仿真结果实现了良好的匹配. 该滤波器具有加工简单、小体积、低损耗、易集成等特点，为滤波器件小型化提供了新颖的设计思路.
为满足无线通信系统中对紧凑型滤波器的需求，提出一种小型化带通滤波器. 该滤波器通过半模基片集成波导与四分之一波长谐振单元的电磁耦合，在高频阻带产生传输零点；通过强磁区域上层金属面开槽线微扰降低了基模谐振频率，在低频阻带产生传输零点. 所设计的滤波器在8.8~12 GHz频段实现了带通效应，相对带宽为30.7%，带内插损小于0.5 dB，回波损耗大于15 dB，同等带宽条件下相较无开槽线结构尺寸减少了10%；利用额外谐振单元在高频阻带增加了传输零点，使大于20 dB的高频阻带带宽达到了4 GHz，实测结果与仿真结果实现了良好的匹配. 该滤波器具有加工简单、小体积、低损耗、易集成等特点，为滤波器件小型化提供了新颖的设计思路.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022152
摘要:
提出了一种新型结构Ku波段矩形滤波波导缝隙阵列天线的设计方法，该阵列天线的滤波特性由嵌入在矩形波导中的“之”形金属杆实现. 通过分析“之”形矩形波导滤波结构的等效电路和带阻滤波特性，设计了一个滤波波导缝隙阵列天线. 实测结果表明，该滤波波导缝隙阵列天线–15 dB阻抗带宽约为6.8%（12.06～12.91 GHz），覆盖Ku波段卫星通信的下行频段（12.25～12.75 GHz），带内增益为13.5～14.4 dBi，交叉极化电平低于–38 dB，且在Ku波段卫星通信的上行频段（14.0～14.5 GHz）具有超过29.8 dB的带外抑制.
提出了一种新型结构Ku波段矩形滤波波导缝隙阵列天线的设计方法，该阵列天线的滤波特性由嵌入在矩形波导中的“之”形金属杆实现. 通过分析“之”形矩形波导滤波结构的等效电路和带阻滤波特性，设计了一个滤波波导缝隙阵列天线. 实测结果表明，该滤波波导缝隙阵列天线–15 dB阻抗带宽约为6.8%（12.06～12.91 GHz），覆盖Ku波段卫星通信的下行频段（12.25～12.75 GHz），带内增益为13.5～14.4 dBi，交叉极化电平低于–38 dB，且在Ku波段卫星通信的上行频段（14.0～14.5 GHz）具有超过29.8 dB的带外抑制.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022128
摘要:
基于星载船舶自动识别系统（automatic identification system, AIS）法拉第旋转角的测量原理，提出一种计算全球电离层电子总含量（total electron content, TEC）的新方法。通过“天拓五号”卫星上搭载的AIS接收机和极化天线，利用极化天线接收到的功率信息计算出法拉第旋转角，通过TEC与法拉第旋转角之间的转换关系反演出TEC值，并基于Kriging方法估算出的TEC值进行区域TEC地图的构建。结果表明，利用本文方法测量出的TEC值与IGS探测到的TEC值最大误差比例为10%左右，误差一般在0.3～0.8 TECU，估计值与IGS探测到的TEC值最大相差1.5 TECU。估算结果与IGS探测得到的TEC值具有很好的一致性，验证了本文方法的可行性。
基于星载船舶自动识别系统（automatic identification system, AIS）法拉第旋转角的测量原理，提出一种计算全球电离层电子总含量（total electron content, TEC）的新方法。通过“天拓五号”卫星上搭载的AIS接收机和极化天线，利用极化天线接收到的功率信息计算出法拉第旋转角，通过TEC与法拉第旋转角之间的转换关系反演出TEC值，并基于Kriging方法估算出的TEC值进行区域TEC地图的构建。结果表明，利用本文方法测量出的TEC值与IGS探测到的TEC值最大误差比例为10%左右，误差一般在0.3～0.8 TECU，估计值与IGS探测到的TEC值最大相差1.5 TECU。估算结果与IGS探测得到的TEC值具有很好的一致性，验证了本文方法的可行性。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022142
摘要:
人工引雷试验对前端测量装置的电源稳定供应和恶劣环境下的工作可靠性要求较高. 为了解决传统电池供电电场传感器持续工作能力不足以及强雷暴环境下的试验安全等问题，研制了一套基于光纤供能的雷电电磁脉冲电场测量系统. 系统电源供给、信号测量和数据监控传输均通过光纤连接，采用STM32微处理器进行监控，具有电源管理、传输比在线校准和温度在线监测功能. 介绍了系统的主电路设计，并对系统的功能和性能进行了试验测试. 结果表明：在夏季环境温度26～40 ℃的情况下，通过光纤供能的光伏电池能够持续稳定工作，测量系统−3 dB带宽达到33 MHz；通过3组不同灵敏度天线切换，可用量程范围为0.18~117 kV/m，满足人工引雷通道近区电场的测量需求.
人工引雷试验对前端测量装置的电源稳定供应和恶劣环境下的工作可靠性要求较高. 为了解决传统电池供电电场传感器持续工作能力不足以及强雷暴环境下的试验安全等问题，研制了一套基于光纤供能的雷电电磁脉冲电场测量系统. 系统电源供给、信号测量和数据监控传输均通过光纤连接，采用STM32微处理器进行监控，具有电源管理、传输比在线校准和温度在线监测功能. 介绍了系统的主电路设计，并对系统的功能和性能进行了试验测试. 结果表明：在夏季环境温度26～40 ℃的情况下，通过光纤供能的光伏电池能够持续稳定工作，测量系统−3 dB带宽达到33 MHz；通过3组不同灵敏度天线切换，可用量程范围为0.18~117 kV/m，满足人工引雷通道近区电场的测量需求.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022148
摘要:
提出了一种可用于微波段的可调超材料吸波器设计。该超材料吸波器由两个长度成一定比例的闭口金属环和一个十字形谐振器组成，在5~12 GHz频率范围内具有三个独立可调的工作频段(C和X波段)，分别为6.36 GHz、7.96 GHz、10.12 GHz，吸收率分别为0.937、0.999和0.993。在大角度入射时，该吸波器可保持较高的吸收效率。此外研究了设计结构的可调谐性，当顶层的二氧化钒(VO2)处于全金属状态时，微波段有三个吸收峰，吸收率最高值分别为0.939、0.827、0.92。由于VO2的电导率从30 000 S/m到200 000 S/m变化，吸收率在三个吸收峰上实现了动态可调。该研究结果在多波段传感检测中有潜在的应用前景。
提出了一种可用于微波段的可调超材料吸波器设计。该超材料吸波器由两个长度成一定比例的闭口金属环和一个十字形谐振器组成，在5~12 GHz频率范围内具有三个独立可调的工作频段(C和X波段)，分别为6.36 GHz、7.96 GHz、10.12 GHz，吸收率分别为0.937、0.999和0.993。在大角度入射时，该吸波器可保持较高的吸收效率。此外研究了设计结构的可调谐性，当顶层的二氧化钒(VO2)处于全金属状态时，微波段有三个吸收峰，吸收率最高值分别为0.939、0.827、0.92。由于VO2的电导率从30 000 S/m到200 000 S/m变化，吸收率在三个吸收峰上实现了动态可调。该研究结果在多波段传感检测中有潜在的应用前景。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022137
摘要:
探地雷达在地质勘探、军事、考古及建筑工程等领域有着非常重要的作用. 为提高地下目标探测的准确性与成像分辨率，增强对地下线型目标的探测能力，提出了一种用于中浅层地下目标探测的高增益圆极化双槽Vivaldi天线. 该Vivaldi天线的开槽部分由不同的指数线构成，使得槽的开口方向有一定的内倾，可以有效提高天线的增益；将两个双槽Vivaldi天线以正交的形式组合，并对天线两端口进行等幅、90°相位差的馈电，实现天线的圆极化辐射. 仿真与实测结果表明，所设计的高增益双槽Vivaldi天线在0.5~3 GHz内驻波比小于2，绝对带宽为2.5 GHz；带内增益均大于3.5 dBi，最大增益可达12.5 dBi；工作频带内轴比均小于3 dB且具有较好的时域特性. 所提出的天线具有超宽带、高增益、圆极化等特点，在地下目标探测中具有广阔的应用前景.
探地雷达在地质勘探、军事、考古及建筑工程等领域有着非常重要的作用. 为提高地下目标探测的准确性与成像分辨率，增强对地下线型目标的探测能力，提出了一种用于中浅层地下目标探测的高增益圆极化双槽Vivaldi天线. 该Vivaldi天线的开槽部分由不同的指数线构成，使得槽的开口方向有一定的内倾，可以有效提高天线的增益；将两个双槽Vivaldi天线以正交的形式组合，并对天线两端口进行等幅、90°相位差的馈电，实现天线的圆极化辐射. 仿真与实测结果表明，所设计的高增益双槽Vivaldi天线在0.5~3 GHz内驻波比小于2，绝对带宽为2.5 GHz；带内增益均大于3.5 dBi，最大增益可达12.5 dBi；工作频带内轴比均小于3 dB且具有较好的时域特性. 所提出的天线具有超宽带、高增益、圆极化等特点，在地下目标探测中具有广阔的应用前景.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022135
摘要:
为优化远距离磁感应透地通信理论与技术，针对远距离磁感应透地通信场景收发线圈间耦合微弱的实际情况，提出了收发机天线采用单轴空气线圈时的信道容量分析方法. 基于毕奥-萨伐尔定律与地层介质涡流效应建立了透地通信磁感应强度模型，通过对收发电路进行等效变换，在考虑涡流效应的条件下计算接收机负载电阻所获得的接收功率；引入接收负载上的热噪声，根据香农公式可确定磁感应透地通信的信道容量. 仿真表明，远距离透地通信的透地信道容量随透地通信距离的增大而显著减小，但在数百米的透地通信距离下仍可以有数千到数百bit/s的信道容量. 通过合理设计透地通信的调制方式，有利于充分利用有限的透地信道容量，以使透地通信系统在较大透地通信距离下满足语音与信息的传输需求.
为优化远距离磁感应透地通信理论与技术，针对远距离磁感应透地通信场景收发线圈间耦合微弱的实际情况，提出了收发机天线采用单轴空气线圈时的信道容量分析方法. 基于毕奥-萨伐尔定律与地层介质涡流效应建立了透地通信磁感应强度模型，通过对收发电路进行等效变换，在考虑涡流效应的条件下计算接收机负载电阻所获得的接收功率；引入接收负载上的热噪声，根据香农公式可确定磁感应透地通信的信道容量. 仿真表明，远距离透地通信的透地信道容量随透地通信距离的增大而显著减小，但在数百米的透地通信距离下仍可以有数千到数百bit/s的信道容量. 通过合理设计透地通信的调制方式，有利于充分利用有限的透地信道容量，以使透地通信系统在较大透地通信距离下满足语音与信息的传输需求.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022150
摘要:
降水是一种常见的自然现象，在气候调节中起着极为重要的作用. 同时，由于降水在空间、时间上的不均匀性，会发生诸如洪涝、干旱等自然灾害，给人类的经济、生活等造成严重影响，为了防治这类自然灾害，需要我们进行准确而及时的降水监测. 本文使用人工智能的手段，将无线电在传播过程中由于降水引起的衰减作为研究对象，尝试从不同的衰减中找到降水量信息，进而达到降水监测的目的. 实测结果表明，使用通信基站作为信号源，以数据采集时的标准的气象降水信息作为标签，神经网络成功地学习到了衰减特征，且实验准确率在95%左右. 这说明，使用无线电传播链路结合人工智能的方法进行降雨监测是一种新型的降雨测量方法，具有一定的研究意义.
降水是一种常见的自然现象，在气候调节中起着极为重要的作用. 同时，由于降水在空间、时间上的不均匀性，会发生诸如洪涝、干旱等自然灾害，给人类的经济、生活等造成严重影响，为了防治这类自然灾害，需要我们进行准确而及时的降水监测. 本文使用人工智能的手段，将无线电在传播过程中由于降水引起的衰减作为研究对象，尝试从不同的衰减中找到降水量信息，进而达到降水监测的目的. 实测结果表明，使用通信基站作为信号源，以数据采集时的标准的气象降水信息作为标签，神经网络成功地学习到了衰减特征，且实验准确率在95%左右. 这说明，使用无线电传播链路结合人工智能的方法进行降雨监测是一种新型的降雨测量方法，具有一定的研究意义.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.202113
摘要:
针对动态频谱管理中泛在频谱信息更新策略和安全传输要求下频谱分配效益低问题，考虑一种泛在频谱信息动态更新策略限制下动态频谱分配场景，建立应对恶意节点侦收威胁的频谱信息安全传输模型，通过优化信道和功率资源配置来实现频谱信息的安全传输，提出了一种基于频谱信息更新策略和频谱信息隐蔽传输的动态频谱分配方法. 利用降元处理将复杂的非线性非严格凸优化问题分解为简单的严格凸优化问题和混合整数线性优化问题，通过差分凸优化、整数线性优化的联合运用来实现动态频谱分配的最优化. 仿真结果表明，所提方法能确保异构无线网络在满足特定频谱信息最低传输要求的前提下，快速找到近似最优的频谱分配策略，获得最优的和传输速率.
针对动态频谱管理中泛在频谱信息更新策略和安全传输要求下频谱分配效益低问题，考虑一种泛在频谱信息动态更新策略限制下动态频谱分配场景，建立应对恶意节点侦收威胁的频谱信息安全传输模型，通过优化信道和功率资源配置来实现频谱信息的安全传输，提出了一种基于频谱信息更新策略和频谱信息隐蔽传输的动态频谱分配方法. 利用降元处理将复杂的非线性非严格凸优化问题分解为简单的严格凸优化问题和混合整数线性优化问题，通过差分凸优化、整数线性优化的联合运用来实现动态频谱分配的最优化. 仿真结果表明，所提方法能确保异构无线网络在满足特定频谱信息最低传输要求的前提下，快速找到近似最优的频谱分配策略，获得最优的和传输速率.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022123
摘要:
为解决通道不一致性对传统极化敏感阵列长矢量模型的测向精度影响及传统长矢量多重信号分类( multiple signal classification, MUSIC)算法实时性不高的问题，本文在传统极化敏感测向系统基础上，在阵列中心增加一个标量平面螺旋天线，利用其天线方向图的增益稳定性，作为内部源对其他矢量通道不一致性进行实时校正；然后将结合标量圆阵和快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的快速MUSIC算法推广到矢量阵列，提出降维快速极化MUSIC算法. 仿真结果验证了此误差校正方法的有效性，且快速算法在保证测角精度前提下有效提高了算法实时性. 本文为极化敏感阵列测向提供了一种误差校正方法及一种快速实用的测向算法.
为解决通道不一致性对传统极化敏感阵列长矢量模型的测向精度影响及传统长矢量多重信号分类( multiple signal classification, MUSIC)算法实时性不高的问题，本文在传统极化敏感测向系统基础上，在阵列中心增加一个标量平面螺旋天线，利用其天线方向图的增益稳定性，作为内部源对其他矢量通道不一致性进行实时校正；然后将结合标量圆阵和快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的快速MUSIC算法推广到矢量阵列，提出降维快速极化MUSIC算法. 仿真结果验证了此误差校正方法的有效性，且快速算法在保证测角精度前提下有效提高了算法实时性. 本文为极化敏感阵列测向提供了一种误差校正方法及一种快速实用的测向算法.
, 最新更新时间
摘要:
为提升微波辐射计对大气廓线探测的精度，利用ARM大气观测站提供的地基微波辐射计、毫米波测云雷达以及探空数据，构建了两种添加不同云信息的BP神经网络模型(添加入云和出云高度的C-BPNN模型和添加雷达反射率因子的Z-BPNN模型)，与未添加云信息的BP神经网络模型(BPNN)反演结果进行了对比，结果表明：C-BPNN模型和Z-BPNN模型在任何天气下(有云或无云)，得到的反演误差都小于BPNN模型；C-BPNN相较于另外两种模型反演结果具有更高的稳定性。在对三种模型反演结果最好的个例进行分析发现C-BPNN与Z-BPNN模型主要的误差存在于高空无云但是相对湿度却出现跃变的情况，说明神经网络模型对初始权值与阈值较为敏感，因此通过遗传算法(GA)对BP神经网络模型进行优化，经GA优化后的反演结果表明：BPNN模型与C-BPNN模型具有明显优化效果，而Z-BPNN模型优化效果则不明显。综合考虑，在实际应用中，建立C-BPNN模型更佳且可通过GA对BP神经网络进行优化.
为提升微波辐射计对大气廓线探测的精度，利用ARM大气观测站提供的地基微波辐射计、毫米波测云雷达以及探空数据，构建了两种添加不同云信息的BP神经网络模型(添加入云和出云高度的C-BPNN模型和添加雷达反射率因子的Z-BPNN模型)，与未添加云信息的BP神经网络模型(BPNN)反演结果进行了对比，结果表明：C-BPNN模型和Z-BPNN模型在任何天气下(有云或无云)，得到的反演误差都小于BPNN模型；C-BPNN相较于另外两种模型反演结果具有更高的稳定性。在对三种模型反演结果最好的个例进行分析发现C-BPNN与Z-BPNN模型主要的误差存在于高空无云但是相对湿度却出现跃变的情况，说明神经网络模型对初始权值与阈值较为敏感，因此通过遗传算法(GA)对BP神经网络模型进行优化，经GA优化后的反演结果表明：BPNN模型与C-BPNN模型具有明显优化效果，而Z-BPNN模型优化效果则不明显。综合考虑，在实际应用中，建立C-BPNN模型更佳且可通过GA对BP神经网络进行优化.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023024
摘要:
城市地下空间开发与轨道交通的快速发展对低阻地层岩溶发育区、断裂带的孔间电磁波CT探测需求越来越大。由于低阻地层对电磁波吸收大，为保证探测距离，必须降低频率。而现有的孔间电磁波CT正反演方法基于高频射线理论对幅度测量信息进行计算，用于低阻地层的低频电磁波CT正反演计算误差会增大，影响反演分辨率。为此，提出了适用于低阻地层条件低频电磁波CT的幅度相位联合正反演方法。推导了二维分层介质中一维 Sommerfeld 积分形式的张量格林函数，将其应用于低频频段散射场正演计算，计算地表面波效应的影响，提取了地表面波影响的包络特征；利用基于Laplace算子约束的迭代反演方法提高了低频信号反演分辨率。将所提方法应用于杭州三江汇地区70 m距离与武汉龙泉山某地铁线岩溶发育区27 m距离反演，在龙泉山成功探测到高度为1.1 m的溶洞，验证了该方法的正确性。
城市地下空间开发与轨道交通的快速发展对低阻地层岩溶发育区、断裂带的孔间电磁波CT探测需求越来越大。由于低阻地层对电磁波吸收大，为保证探测距离，必须降低频率。而现有的孔间电磁波CT正反演方法基于高频射线理论对幅度测量信息进行计算，用于低阻地层的低频电磁波CT正反演计算误差会增大，影响反演分辨率。为此，提出了适用于低阻地层条件低频电磁波CT的幅度相位联合正反演方法。推导了二维分层介质中一维 Sommerfeld 积分形式的张量格林函数，将其应用于低频频段散射场正演计算，计算地表面波效应的影响，提取了地表面波影响的包络特征；利用基于Laplace算子约束的迭代反演方法提高了低频信号反演分辨率。将所提方法应用于杭州三江汇地区70 m距离与武汉龙泉山某地铁线岩溶发育区27 m距离反演，在龙泉山成功探测到高度为1.1 m的溶洞，验证了该方法的正确性。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023036
摘要:
针对等离子体漂移测量技术中干涉仪测向存在相位模糊、短波干扰导致测向误差等问题，改进了基于相控阵电离层垂直探测的等离子体漂移测量技术。采用波束形成测向方法，利用二维搜索方法确定最大峰值信号对应的方位角和天顶角，此即为信号实际来波方向，提升回波方向测量的稳健性；采用时间内插技术提升定频探测频率个数的同时缩短定频探测时间，增加有效等离子体反射回波点数；针对同频干扰和“条状”干扰，采用干扰避让技术，确保受干扰的信号不参与后续测向处理，同时采用多普勒域能量曲线来确定有效回波的高度范围，提升等离子体回波速度估计的准确性。与海南富克站部署的DPS-4D电离层测高仪实测结果对比验证了本文所提方法的有效性.
针对等离子体漂移测量技术中干涉仪测向存在相位模糊、短波干扰导致测向误差等问题，改进了基于相控阵电离层垂直探测的等离子体漂移测量技术。采用波束形成测向方法，利用二维搜索方法确定最大峰值信号对应的方位角和天顶角，此即为信号实际来波方向，提升回波方向测量的稳健性；采用时间内插技术提升定频探测频率个数的同时缩短定频探测时间，增加有效等离子体反射回波点数；针对同频干扰和“条状”干扰，采用干扰避让技术，确保受干扰的信号不参与后续测向处理，同时采用多普勒域能量曲线来确定有效回波的高度范围，提升等离子体回波速度估计的准确性。与海南富克站部署的DPS-4D电离层测高仪实测结果对比验证了本文所提方法的有效性.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023103
摘要:
为满足现代多功能雷达系统对带宽、剖面高度以及扫描性能的需求，本文提出了一种工作在2~6 GHz的超宽带相控阵天线. 该天线在具有宽带宽角扫描能力的同时，还有低剖面和全介质集成的优点. 组成该天线阵列的单元由双极化的印刷偶极子贴片、不平衡馈电巴伦、基于超表面的宽角阻抗匹配层(wide-angle impedance matching layers, WAIMs)以及金属地板组成. 偶极子末端带接地柱的圆形耦合贴片增加了单元间的耦合强度，提高了工作带宽；基于超表面的WAIMs的引入在提升天线的扫描能力的同时降低了天线的剖面；天线各个介质层中进行了周期性的打孔以抑制共模谐振和表面波. 仿真结果表明，该天线单元在2~6 GHz的工作频带内，E面±60°和H面±60°扫描时能够实现有源驻波小于2.3，正交端口间的隔离度优于20 dB. 并利用多层印刷电路板工艺，对天线实物进行了加工和测试，测试结果与仿真结果具有较好的一致性. 该相控阵天线具有超宽带、低剖面、宽角扫描以及全介质集成的特点，为多功能雷达系统提供了一种新的天线结构.
为满足现代多功能雷达系统对带宽、剖面高度以及扫描性能的需求，本文提出了一种工作在2~6 GHz的超宽带相控阵天线. 该天线在具有宽带宽角扫描能力的同时，还有低剖面和全介质集成的优点. 组成该天线阵列的单元由双极化的印刷偶极子贴片、不平衡馈电巴伦、基于超表面的宽角阻抗匹配层(wide-angle impedance matching layers, WAIMs)以及金属地板组成. 偶极子末端带接地柱的圆形耦合贴片增加了单元间的耦合强度，提高了工作带宽；基于超表面的WAIMs的引入在提升天线的扫描能力的同时降低了天线的剖面；天线各个介质层中进行了周期性的打孔以抑制共模谐振和表面波. 仿真结果表明，该天线单元在2~6 GHz的工作频带内，E面±60°和H面±60°扫描时能够实现有源驻波小于2.3，正交端口间的隔离度优于20 dB. 并利用多层印刷电路板工艺，对天线实物进行了加工和测试，测试结果与仿真结果具有较好的一致性. 该相控阵天线具有超宽带、低剖面、宽角扫描以及全介质集成的特点，为多功能雷达系统提供了一种新的天线结构.
, 最新更新时间
摘要:
根据光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式，给出了一种新的光波大气折射率计算公式形式；借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型，给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法. 以青岛地区为例，通过对1986年-1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气，建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型；统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差，结果表明：构建的剖面模型具有较好的预测精度，这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值.
根据光波折射率计算公式和ITU-R建议书中水汽密度经验公式，给出了一种新的光波大气折射率计算公式形式；借鉴Hopfield折射率静力项剖面模型和ITU-R建议书中水汽密度剖面模型，给出了一种基于历史气象探空数据构建光波大气折射率剖面模型的方法. 以青岛地区为例，通过对1986年-1995年历史气象探空数据的处理并结合参考标准大气，建立了适合当地的光波大气折射率剖面模型；统计剖面模型预测折射率剖面与实测折射率剖面的均方根误差，结果表明：构建的剖面模型具有较好的预测精度，这对光学外测设备的折光修正数据处理具有很好的参考价值.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023051
摘要:
低轨巨型星座规模较大，造成星座间的干扰场景复杂且干扰分析计算量较大，目前计算星座间干扰主要采用单点推演计算的方式，计算复杂度较高，无法满足当前巨型星座干扰计算时效性要求. 针对星座干扰计算中的集总干扰计算算法复杂度优化问题，提出了面向巨型星座的干扰计算等效方法，在链路选择方面，利用地面站视场内卫星空间分布特性，建立了星座链路选择等效模型，减少了链路选择的计算量；在单链路干扰计算方面，针对天线增益、传播损耗、极化隔离系数等参量的复杂计算，提出了巨型星座合计增益等效因子，降低了链路干扰计算复杂度. 以Starlink、OneWeb星座为例进行试验验证，结果表明所提方法可用于巨型星座低复杂度等效计算，与单点推演相比，算复杂度降低了90%以上，有效提高了巨型星座频率兼容分析的时效性.
低轨巨型星座规模较大，造成星座间的干扰场景复杂且干扰分析计算量较大，目前计算星座间干扰主要采用单点推演计算的方式，计算复杂度较高，无法满足当前巨型星座干扰计算时效性要求. 针对星座干扰计算中的集总干扰计算算法复杂度优化问题，提出了面向巨型星座的干扰计算等效方法，在链路选择方面，利用地面站视场内卫星空间分布特性，建立了星座链路选择等效模型，减少了链路选择的计算量；在单链路干扰计算方面，针对天线增益、传播损耗、极化隔离系数等参量的复杂计算，提出了巨型星座合计增益等效因子，降低了链路干扰计算复杂度. 以Starlink、OneWeb星座为例进行试验验证，结果表明所提方法可用于巨型星座低复杂度等效计算，与单点推演相比，算复杂度降低了90%以上，有效提高了巨型星座频率兼容分析的时效性.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023033
摘要:
地物环境特性差异是不同地物之间散射特性差异的主要因素，该文针对不同地物散射特性差异影响因素难以量化的难题，利用车载微波散射计和环境参数测试系统开展以玉米、大豆、胡萝卜及裸地等多种不同地物为对象的散射特性对比试验，研究了不同地物之间的散射特性差异，以及其生长状态的改变对散射特性的影响，建立了一种关联环境参数的地物散射模型；并利用单类型多地物散射系数估算了大区域复合地物散射系数，，与实测数据对比误差小于4 dB，说明了推算方法的有效性，也为复杂场景地杂波预测研究提供支撑.
地物环境特性差异是不同地物之间散射特性差异的主要因素，该文针对不同地物散射特性差异影响因素难以量化的难题，利用车载微波散射计和环境参数测试系统开展以玉米、大豆、胡萝卜及裸地等多种不同地物为对象的散射特性对比试验，研究了不同地物之间的散射特性差异，以及其生长状态的改变对散射特性的影响，建立了一种关联环境参数的地物散射模型；并利用单类型多地物散射系数估算了大区域复合地物散射系数，，与实测数据对比误差小于4 dB，说明了推算方法的有效性，也为复杂场景地杂波预测研究提供支撑.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023049
摘要:
基于2017—2019年我国利用欧洲的EISCAT加热装置开展电离层调制加热的实验数据，分析获得高纬度电离层调制加热激励特低频/甚低频（ULF/VLF）电磁波辐射特性. 实验采用自然电流调制和双频双波束调制两种加热模式，分析两种加热模式下加热功率、加热波极化、辐射频率和地磁扰动对ULF/VLF电磁波强度的影响. 研究结果表明：激励辐射波强度与加热功率近似成正比例关系，自然电流调制模式和双频双波束调制激励辐射波的功率比例系数分别约为1.7和2.1；相对O波极化方式，加热波采用X极化波更有利于激励ULF/VLF电磁波辐射；随着辐射波频率的增加，辐射波强度先增加后减小，但自然电流调制激励辐射波强度最大值出现在2 kHz附近，双频双波束模式激励辐射波强度最大值出现在8~14 kHz；自然电流调制加热激励辐射源强度依赖于电离层中自然电流的大小，而双频双波束模式激励辐射波强度与自然电流强弱相关性较小. 最后，针对目前电离层调制加热的热点问题：双频双波束调制加热形成ULF/VLF辐射源到底处于电离层中什么位置？采用实验和理论相结合的分析方法，对比两种加热模式激励ULF/VLF电磁波传播特性的差异，表明双频双波束调制模式辐射源的传播特性更加符合辐射源位于F层情形.
基于2017—2019年我国利用欧洲的EISCAT加热装置开展电离层调制加热的实验数据，分析获得高纬度电离层调制加热激励特低频/甚低频（ULF/VLF）电磁波辐射特性. 实验采用自然电流调制和双频双波束调制两种加热模式，分析两种加热模式下加热功率、加热波极化、辐射频率和地磁扰动对ULF/VLF电磁波强度的影响. 研究结果表明：激励辐射波强度与加热功率近似成正比例关系，自然电流调制模式和双频双波束调制激励辐射波的功率比例系数分别约为1.7和2.1；相对O波极化方式，加热波采用X极化波更有利于激励ULF/VLF电磁波辐射；随着辐射波频率的增加，辐射波强度先增加后减小，但自然电流调制激励辐射波强度最大值出现在2 kHz附近，双频双波束模式激励辐射波强度最大值出现在8~14 kHz；自然电流调制加热激励辐射源强度依赖于电离层中自然电流的大小，而双频双波束模式激励辐射波强度与自然电流强弱相关性较小. 最后，针对目前电离层调制加热的热点问题：双频双波束调制加热形成ULF/VLF辐射源到底处于电离层中什么位置？采用实验和理论相结合的分析方法，对比两种加热模式激励ULF/VLF电磁波传播特性的差异，表明双频双波束调制模式辐射源的传播特性更加符合辐射源位于F层情形.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023027
摘要:
光信号的强度闪烁、光斑漂移、光束扩展、到达角起伏等大气湍流会影响光信号在大气中的传输性能. 本文将这种闪烁效应看作是光通信系统传输中的乘性噪声，推导了大气湍流乘性噪声模型，并进行了实验测量研究. 结果表明：按照晴天、雾霾天、雪天、小雨、中雨、大雨及阴天的顺序，湍流乘性噪声对光通信的通信质量影响加剧，大气折射率结构常数逐渐增大，噪声信号的偏斜度与陡峭度随之增加，导致光强信号的衰落概率变大；同时随着信噪比（signal-to-noise ratio, SNR）的增大，系统的中断概率逐渐减小；而在相同的SNR下，中断概率随着大气折射率结构常数的减小而减小. 研究大气湍流噪声对无线光通信系统的影响具有重要的意义，它为大范围、高速的无线光通信技术带来重要的技术突破，对无线光通信技术的发展起到重要的作用.
光信号的强度闪烁、光斑漂移、光束扩展、到达角起伏等大气湍流会影响光信号在大气中的传输性能. 本文将这种闪烁效应看作是光通信系统传输中的乘性噪声，推导了大气湍流乘性噪声模型，并进行了实验测量研究. 结果表明：按照晴天、雾霾天、雪天、小雨、中雨、大雨及阴天的顺序，湍流乘性噪声对光通信的通信质量影响加剧，大气折射率结构常数逐渐增大，噪声信号的偏斜度与陡峭度随之增加，导致光强信号的衰落概率变大；同时随着信噪比（signal-to-noise ratio, SNR）的增大，系统的中断概率逐渐减小；而在相同的SNR下，中断概率随着大气折射率结构常数的减小而减小. 研究大气湍流噪声对无线光通信系统的影响具有重要的意义，它为大范围、高速的无线光通信技术带来重要的技术突破，对无线光通信技术的发展起到重要的作用.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023039
摘要:
为充分研究和认知海杂波空时二维特性，提出了基于岸基多通道雷达模拟实现机载平台运动功能的海杂波测量方法，并提出了相应场景下测量数据特性分析方法. 通过逆相位中心偏置技术，岸基多通道雷达实现收发相位中心随脉冲重复周期移动，使得海杂波数据具备空时二维耦合特性，且利用测量数据中相参脉冲随雷达多通道数目周期变化特点，实现单距离单元对应海杂波空时特性表征量的精确估计. 实测数据结果表明，基于提出的特性分析方法得到的海杂波抑制效果优于传统方法，在非主瓣杂波区域信杂噪比损失优于传统2 dB，抑制后剩余杂波的平均距离-多普勒改善1 dB. 基于岸基多通道雷达开展模拟机载平台运动场景下的海杂波测量试验，具有测量简单、成本低、获取样本数据量大等优点，且利用多通道雷达海杂波特性分析方法开展海杂波空时特性研究，大大提高了特性分析精度.
为充分研究和认知海杂波空时二维特性，提出了基于岸基多通道雷达模拟实现机载平台运动功能的海杂波测量方法，并提出了相应场景下测量数据特性分析方法. 通过逆相位中心偏置技术，岸基多通道雷达实现收发相位中心随脉冲重复周期移动，使得海杂波数据具备空时二维耦合特性，且利用测量数据中相参脉冲随雷达多通道数目周期变化特点，实现单距离单元对应海杂波空时特性表征量的精确估计. 实测数据结果表明，基于提出的特性分析方法得到的海杂波抑制效果优于传统方法，在非主瓣杂波区域信杂噪比损失优于传统2 dB，抑制后剩余杂波的平均距离-多普勒改善1 dB. 基于岸基多通道雷达开展模拟机载平台运动场景下的海杂波测量试验，具有测量简单、成本低、获取样本数据量大等优点，且利用多通道雷达海杂波特性分析方法开展海杂波空时特性研究，大大提高了特性分析精度.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023013
摘要:
为提高共形相控阵天线的设计制造效率，在平面紧耦合天线的基础上，设计了与飞机襟翼曲面共形的紧耦合超宽带相控阵天线. 按照共形天线的安装要求，提出了混合3D打印技术，采用熔融堆积成型技术及微滴喷射成型技术实现了襟翼流线型曲面模型的打印，并完成了紧耦合天线辐射层的打印，验证了3D打印技术在共形天线上的应用. 加上馈电结构后对单元电压驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)和方向图进行了测试，结果表明所设计的天线在0.4~2.2 GHz范围内，VSWR、单元方向图和阵列方向图符合设计技术指标，为后续共形天线设计和加工提供了技术基础.
为提高共形相控阵天线的设计制造效率，在平面紧耦合天线的基础上，设计了与飞机襟翼曲面共形的紧耦合超宽带相控阵天线. 按照共形天线的安装要求，提出了混合3D打印技术，采用熔融堆积成型技术及微滴喷射成型技术实现了襟翼流线型曲面模型的打印，并完成了紧耦合天线辐射层的打印，验证了3D打印技术在共形天线上的应用. 加上馈电结构后对单元电压驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)和方向图进行了测试，结果表明所设计的天线在0.4~2.2 GHz范围内，VSWR、单元方向图和阵列方向图符合设计技术指标，为后续共形天线设计和加工提供了技术基础.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023007
摘要:
为了提高中国区域电离层垂直总电子含量（vertical total electron content, VTEC）建模的精度，减少中国海洋区域及周边区域电离层建模误差，利用中国大陆构造环境监测网络（CMONOC）和IGS GPS数据联合进行电离层建模；并对中国区域电离层建模策略进行定量考察，对比给出各类建模策略对中国区域电离层建模精度的影响，给出更符合中国区域的电离层建模方式. 将建模后的结果同IGS中心的综合格网产品和中国地震局地震研究所利用单陆态网数据的建模结果进行比对，结果显示：基于该方法对中国区域电离层建模的结果精度更高，与IGS数据中心发布的电离层格网产品相比误差平均值为1.2109 TECU，与卫星实测电离层TEC的内符合精度为1.050 TECU. 说明利用联合数据建模能一定程度上提高中国区域建模的精度，同时减少区域建模边缘的误差.
为了提高中国区域电离层垂直总电子含量（vertical total electron content, VTEC）建模的精度，减少中国海洋区域及周边区域电离层建模误差，利用中国大陆构造环境监测网络（CMONOC）和IGS GPS数据联合进行电离层建模；并对中国区域电离层建模策略进行定量考察，对比给出各类建模策略对中国区域电离层建模精度的影响，给出更符合中国区域的电离层建模方式. 将建模后的结果同IGS中心的综合格网产品和中国地震局地震研究所利用单陆态网数据的建模结果进行比对，结果显示：基于该方法对中国区域电离层建模的结果精度更高，与IGS数据中心发布的电离层格网产品相比误差平均值为1.2109 TECU，与卫星实测电离层TEC的内符合精度为1.050 TECU. 说明利用联合数据建模能一定程度上提高中国区域建模的精度，同时减少区域建模边缘的误差.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023037
摘要:
为解决暗室近场测试效率低的问题，本文针对天线近场测量中高效测量方法进行了研究，提出了一种柱面近场欠采样恢复算法. 该算法利用高精度的三次样条插值（cubic spline interpolation, CSI）法对未采样的点进行恢复，可减少采样点数，提高测试速度. 此外，在柱面近场欠采样恢复CSI求解过程中充分利用系数矩阵的正定、对称等优良特性，使线性方程组的计算量从\begin{document}$O({n^3})$\end{document} ![]()
![]()
\begin{document}$O(n)$\end{document} ![]()
![]()
为解决暗室近场测试效率低的问题，本文针对天线近场测量中高效测量方法进行了研究，提出了一种柱面近场欠采样恢复算法. 该算法利用高精度的三次样条插值（cubic spline interpolation, CSI）法对未采样的点进行恢复，可减少采样点数，提高测试速度. 此外，在柱面近场欠采样恢复CSI求解过程中充分利用系数矩阵的正定、对称等优良特性，使线性方程组的计算量从
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023058
摘要:
研究了弱电离尘埃等离子体环境下天线的辐射特性. 通过仿真实验得到了半波偶极子天线、双频微带天线的回波损耗、EH面增益方向图和三维辐射方向图. 结果表明，在弱电离尘埃等离子体环境下，两款天线的谐振频率会产生偏移，其偏移量与环境温度有关，且带宽也会相应地发生变化. 因此，在建立通信系统时，除了要考虑尘埃等离子体的电波衰减影响，天线的回波损耗及谐振点的变化也是需要考虑的因素.
研究了弱电离尘埃等离子体环境下天线的辐射特性. 通过仿真实验得到了半波偶极子天线、双频微带天线的回波损耗、EH面增益方向图和三维辐射方向图. 结果表明，在弱电离尘埃等离子体环境下，两款天线的谐振频率会产生偏移，其偏移量与环境温度有关，且带宽也会相应地发生变化. 因此，在建立通信系统时，除了要考虑尘埃等离子体的电波衰减影响，天线的回波损耗及谐振点的变化也是需要考虑的因素.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022261
摘要:
基于表面沟道型平面肖特基势垒二极管基本结构，采用GaAs 0.15 μm pHEMT工艺制程，提出了一种垂直沟道长跨度空气桥的肖特基二极管模型. 研究了不同阳极直径对肖特基二极管级联电阻的影响，对比分析了不同焊盘间距下肖特基二极管模型的S参数仿真结果，得到最优空气桥长度，仿真了最优焊盘间距下二极管肖特基结的TCAD模型，根据仿真得到的特性曲线提取肖特基二极管的SPICE参数. 经实验测试，该二极管具有极低的零偏置结电容，截止频率高达9 THz，仿真结果与实测结果吻合度较高，可用于太赫兹频段上.
基于表面沟道型平面肖特基势垒二极管基本结构，采用GaAs 0.15 μm pHEMT工艺制程，提出了一种垂直沟道长跨度空气桥的肖特基二极管模型. 研究了不同阳极直径对肖特基二极管级联电阻的影响，对比分析了不同焊盘间距下肖特基二极管模型的S参数仿真结果，得到最优空气桥长度，仿真了最优焊盘间距下二极管肖特基结的TCAD模型，根据仿真得到的特性曲线提取肖特基二极管的SPICE参数. 经实验测试，该二极管具有极低的零偏置结电容，截止频率高达9 THz，仿真结果与实测结果吻合度较高，可用于太赫兹频段上.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023015
摘要:
基于多模耦合理论，利用三维电磁仿真软件CST对毫米波双内导体和三内导体布喇格结构电磁特性分别进行了比较研究. 结果表明：双内导体布喇格结构相比同轴布喇格结构可以抑制竞争模式，反射率稳定并接近1，对称性结构电磁特性优于非对称性结构；随着双内导体距离同轴轴心距离的增大，双内导体布喇格结构频率响应带宽变宽，且当内导体距离同轴轴心距离较远时，带宽变宽趋势明显，而反射率值趋于稳定；对于三内导体布喇格结构，随着内导体距离同轴轴心距离的增大，频率响应带宽变窄，且当内导体距离同轴轴心距离较近时，带宽变宽趋势明显. 因此，可根据实际需要恰当选择毫米波多内导体布喇格结构参数，拓宽其作为反射器或者滤波器的性能，提高模式的选择性及模式的纯度，改善布喇格结构的性能.
基于多模耦合理论，利用三维电磁仿真软件CST对毫米波双内导体和三内导体布喇格结构电磁特性分别进行了比较研究. 结果表明：双内导体布喇格结构相比同轴布喇格结构可以抑制竞争模式，反射率稳定并接近1，对称性结构电磁特性优于非对称性结构；随着双内导体距离同轴轴心距离的增大，双内导体布喇格结构频率响应带宽变宽，且当内导体距离同轴轴心距离较远时，带宽变宽趋势明显，而反射率值趋于稳定；对于三内导体布喇格结构，随着内导体距离同轴轴心距离的增大，频率响应带宽变窄，且当内导体距离同轴轴心距离较近时，带宽变宽趋势明显. 因此，可根据实际需要恰当选择毫米波多内导体布喇格结构参数，拓宽其作为反射器或者滤波器的性能，提高模式的选择性及模式的纯度，改善布喇格结构的性能.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022275
摘要:
含有半导体器件的谐波射频标签是谐波雷达系统的重要组成部分. 高效、小型化的标签有利于增大谐波雷达工作距离，拓展谐波雷达应用场景. 针对器件PN结电压不处于零偏置条件时面临的器件等效模型准确性问题，该文提出一种根据结电容随结电压的变化规律改进的动态等效模型，并采用将偶极子天线与印制非线性电路组合的标签实现方法. 仿真与实测分析表明，改进后的新模型对器件选型提供了准确指导，通过选择谐波转化能力较高的器件与对天线长度的优化实现了高效小型化的设计目标.
含有半导体器件的谐波射频标签是谐波雷达系统的重要组成部分. 高效、小型化的标签有利于增大谐波雷达工作距离，拓展谐波雷达应用场景. 针对器件PN结电压不处于零偏置条件时面临的器件等效模型准确性问题，该文提出一种根据结电容随结电压的变化规律改进的动态等效模型，并采用将偶极子天线与印制非线性电路组合的标签实现方法. 仿真与实测分析表明，改进后的新模型对器件选型提供了准确指导，通过选择谐波转化能力较高的器件与对天线长度的优化实现了高效小型化的设计目标.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022281
摘要:
为更好地探测丛林中隐蔽的人体目标，本文对极化和湿度条件对地基超宽带（ultrawide band, UWB）雷达叶簇杂波统计特性的影响进行研究. 针对两种常见叶簇杂波环境，利用UHF波段步进频率连续波（stepped frequency continuous waveform, SFCW）超宽带雷达测量水平、垂直极化以及干湿条件下的多组回波数据，对回波进行校准和预处理，得到实际杂波幅度的直方图，采用5种分布拟合叶簇环境杂波统计分布特性，并利用拟合分布和实际分布之间的均方根误差(root mean square error, RMSE)来定量评估模型的拟合精度. 分析结果表明，极化不会改变灌木杂波最优拟合Weibull分布，仅改变其形参取值范围，当极化由水平变为垂直时，形参取值范围由1.647 7~1.865 5变成1.839 6~1.910 7；但乔木杂波极化由水平变为垂直时，最优拟合分布由Log-logistic分布变为Weibull分布. 湿度条件并不改变叶簇杂波最优拟合分布类型，湿度越大最优拟合分布的形参取值越大，直方图更宽、拖尾更长. 本文针对不同极化和湿度条件下得到的地基UWB雷达的两种典型叶簇杂波最优分布模型及相关估计参数范围，对于叶簇杂波建模和叶簇环境下目标探测等研究具有指导意义.
为更好地探测丛林中隐蔽的人体目标，本文对极化和湿度条件对地基超宽带（ultrawide band, UWB）雷达叶簇杂波统计特性的影响进行研究. 针对两种常见叶簇杂波环境，利用UHF波段步进频率连续波（stepped frequency continuous waveform, SFCW）超宽带雷达测量水平、垂直极化以及干湿条件下的多组回波数据，对回波进行校准和预处理，得到实际杂波幅度的直方图，采用5种分布拟合叶簇环境杂波统计分布特性，并利用拟合分布和实际分布之间的均方根误差(root mean square error, RMSE)来定量评估模型的拟合精度. 分析结果表明，极化不会改变灌木杂波最优拟合Weibull分布，仅改变其形参取值范围，当极化由水平变为垂直时，形参取值范围由1.647 7~1.865 5变成1.839 6~1.910 7；但乔木杂波极化由水平变为垂直时，最优拟合分布由Log-logistic分布变为Weibull分布. 湿度条件并不改变叶簇杂波最优拟合分布类型，湿度越大最优拟合分布的形参取值越大，直方图更宽、拖尾更长. 本文针对不同极化和湿度条件下得到的地基UWB雷达的两种典型叶簇杂波最优分布模型及相关估计参数范围，对于叶簇杂波建模和叶簇环境下目标探测等研究具有指导意义.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022246
摘要:
针对现有合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)欺骗干扰方法生成虚假场景时难以兼顾逼真度和低计算量的问题，提出了一种基于逆chirp scaling (CS)成像方法的SAR卷积欺骗干扰方法. 该方法利用相位相乘补偿虚假场景内各虚假点的距离徙动，避免了插值运算，在降低求解干扰机频率响应函数计算量的同时，提高了虚假场景的生成精度. 并且通过对欺骗模板进行线性调频Z变换(chirp-Z transform, CZT)，直接从模板图像变换到实际SAR信号对应的空间频域，再次避免了插值运算，进一步降低了求解干扰机频率响应函数的计算量，提高了干扰机实时性. 理论分析和仿真实验验证了相比逆omega-K (ωk)近似方法和经典的两步生成方法，本文方法能够兼顾虚假场景的生成精度和计算效率.
针对现有合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)欺骗干扰方法生成虚假场景时难以兼顾逼真度和低计算量的问题，提出了一种基于逆chirp scaling (CS)成像方法的SAR卷积欺骗干扰方法. 该方法利用相位相乘补偿虚假场景内各虚假点的距离徙动，避免了插值运算，在降低求解干扰机频率响应函数计算量的同时，提高了虚假场景的生成精度. 并且通过对欺骗模板进行线性调频Z变换(chirp-Z transform, CZT)，直接从模板图像变换到实际SAR信号对应的空间频域，再次避免了插值运算，进一步降低了求解干扰机频率响应函数的计算量，提高了干扰机实时性. 理论分析和仿真实验验证了相比逆omega-K (ωk)近似方法和经典的两步生成方法，本文方法能够兼顾虚假场景的生成精度和计算效率.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022266
摘要:
为了分析实际应用场景中的气象环境因素对对流层散射通信性能的影响，采用抛物方程法结合湍流大气结构模型构建了对流层散射信道模型，并利用其计算了对流层散射传输损耗与信号快衰落分布，结果与ITU模型结果和理论快衰落分布曲线一致. 在此基础上推导了散射信道在QPSK调制下的误码率，对实际传播场景下的散射通信链路进行了电磁建模和仿真计算，并分析了不同气象环境因素对误码率的影响. 仿真结果表明：当通信距离较远时，信号服从瑞利分布，此时环境对误码率的影响较小；随着通信距离变近，源自某一散射体路径的信号功率会增强，信号可能出现莱斯分布，此时误码率随环境因素改变出现较大波动；通信距离相同时，在高温和潮湿气候下湍流活动较强，电波传输损耗较小，可实现较好的通信效果.
为了分析实际应用场景中的气象环境因素对对流层散射通信性能的影响，采用抛物方程法结合湍流大气结构模型构建了对流层散射信道模型，并利用其计算了对流层散射传输损耗与信号快衰落分布，结果与ITU模型结果和理论快衰落分布曲线一致. 在此基础上推导了散射信道在QPSK调制下的误码率，对实际传播场景下的散射通信链路进行了电磁建模和仿真计算，并分析了不同气象环境因素对误码率的影响. 仿真结果表明：当通信距离较远时，信号服从瑞利分布，此时环境对误码率的影响较小；随着通信距离变近，源自某一散射体路径的信号功率会增强，信号可能出现莱斯分布，此时误码率随环境因素改变出现较大波动；通信距离相同时，在高温和潮湿气候下湍流活动较强，电波传输损耗较小，可实现较好的通信效果.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022233
摘要:
广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)技术在民航领域获得广泛应用，ADS-B信号遵循相关民航标准，作为已知相关信息的空中辐射源，为了研究岸基ADS-B接收站在电波传播领域的应用，提出了一种基于航天飞机雷达地形测绘任务3″×3″精度(shuttle radar topography mission 3 second, SRTM3)数据的岸基ADS-B接收站覆盖性能预测方法，设置岸基ADS-B信号接收站用于接收陆海区域空中的ADS-B信号. 基于高精度的SRTM3地理高程数据，考虑不规则地形的影响，通过计算不同方位上的遮蔽角，进行ADS-B接收站的遮蔽角以及标准大气环境下的理论预测覆盖性能分析，理论与实测结果的一致性表明算法有效. 基于2021-06—2022-05整年实测ADS-B数据，给出了各月份理论与实测覆盖性能比较，结果表明：在存在飞机进入和穿出理论覆盖范围的方位上，11月份、12月份、1月份预测误差较小，平均误差小于22 km；其他月份则误差较大，平均误差可达200 km. 这些结果可为ADS-B信号的覆盖算法性能提升提供参考.
广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)技术在民航领域获得广泛应用，ADS-B信号遵循相关民航标准，作为已知相关信息的空中辐射源，为了研究岸基ADS-B接收站在电波传播领域的应用，提出了一种基于航天飞机雷达地形测绘任务3″×3″精度(shuttle radar topography mission 3 second, SRTM3)数据的岸基ADS-B接收站覆盖性能预测方法，设置岸基ADS-B信号接收站用于接收陆海区域空中的ADS-B信号. 基于高精度的SRTM3地理高程数据，考虑不规则地形的影响，通过计算不同方位上的遮蔽角，进行ADS-B接收站的遮蔽角以及标准大气环境下的理论预测覆盖性能分析，理论与实测结果的一致性表明算法有效. 基于2021-06—2022-05整年实测ADS-B数据，给出了各月份理论与实测覆盖性能比较，结果表明：在存在飞机进入和穿出理论覆盖范围的方位上，11月份、12月份、1月份预测误差较小，平均误差小于22 km；其他月份则误差较大，平均误差可达200 km. 这些结果可为ADS-B信号的覆盖算法性能提升提供参考.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023005
摘要:
针对电磁辐射抗扰度测试天线在低频时辐射效率低、体积大、难以生成高电场强度的问题，设计了一款平行双线传输线电场发生器. 该场发生器输入端使用阻抗比为1:4的传输线变压器巴伦，实现了输入端与负载的阻抗匹配，以及非平衡端转化为平衡端；为保证场发生器电气性能的稳定性和可靠性，平行双线传输线采用直径为100 mm的铜管，负载采用耐大功率的无感陶磁电阻，能够承受2 500 W的连续波输入功率. 实验结果显示该场发生器在10 kHz ~ 100 MHz的频率范围内电压驻波比均小于1.9，在距场发生器中心0.5 m远处可产生高达200 V/m的电场强度，在1 m远处可产生50~ 100 V/m的场强. 该电场发生器可旋转改变电极化方向，具有覆盖范围广、场强分布均匀、场强幅度高的特点，广泛应用于低频辐射抗扰度测试.
针对电磁辐射抗扰度测试天线在低频时辐射效率低、体积大、难以生成高电场强度的问题，设计了一款平行双线传输线电场发生器. 该场发生器输入端使用阻抗比为1:4的传输线变压器巴伦，实现了输入端与负载的阻抗匹配，以及非平衡端转化为平衡端；为保证场发生器电气性能的稳定性和可靠性，平行双线传输线采用直径为100 mm的铜管，负载采用耐大功率的无感陶磁电阻，能够承受2 500 W的连续波输入功率. 实验结果显示该场发生器在10 kHz ~ 100 MHz的频率范围内电压驻波比均小于1.9，在距场发生器中心0.5 m远处可产生高达200 V/m的电场强度，在1 m远处可产生50~ 100 V/m的场强. 该电场发生器可旋转改变电极化方向，具有覆盖范围广、场强分布均匀、场强幅度高的特点，广泛应用于低频辐射抗扰度测试.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022272
摘要:
在严重的电离层活动时，发生的极端电离层扰动会对GNSS地基增强系统(ground-based augmentation systems, GBAS)的用户构成完好性威胁，例如中国低纬地区出现的等离子体泡现象. 本文针对等离子体泡造成的TEC空间梯度展开研究，提出了一种电离层层析辅助研究等离子体泡造成的TEC空间梯度的方法. 首先，通过多分辨率电离层层析成像技术重构中国及周边中低纬地区在2017-09-08T12:00—17:00UT扰动最强烈时段的电离层层析图像，发现该时段内中国低纬地区出现电子密度耗竭的等离子体泡现象. 其次，利用短基线双站法和时间步长法两种方法计算等离子体泡附近区域TEC空间梯度. 最后，结合两者进行比较研究，验证了较大的TEC空间梯度往往存在于等离子体泡的侧壁周围，如本文在14:06UT出现在香港空域附近的最大TEC空间梯度为133.16 mm/km. 同时还可以看出：层析反演的电离层图像不仅能直观地分析等离子体泡的三维电子密度分布，还可以帮助发现TEC空间大梯度产生的原因.
在严重的电离层活动时，发生的极端电离层扰动会对GNSS地基增强系统(ground-based augmentation systems, GBAS)的用户构成完好性威胁，例如中国低纬地区出现的等离子体泡现象. 本文针对等离子体泡造成的TEC空间梯度展开研究，提出了一种电离层层析辅助研究等离子体泡造成的TEC空间梯度的方法. 首先，通过多分辨率电离层层析成像技术重构中国及周边中低纬地区在2017-09-08T12:00—17:00UT扰动最强烈时段的电离层层析图像，发现该时段内中国低纬地区出现电子密度耗竭的等离子体泡现象. 其次，利用短基线双站法和时间步长法两种方法计算等离子体泡附近区域TEC空间梯度. 最后，结合两者进行比较研究，验证了较大的TEC空间梯度往往存在于等离子体泡的侧壁周围，如本文在14:06UT出现在香港空域附近的最大TEC空间梯度为133.16 mm/km. 同时还可以看出：层析反演的电离层图像不仅能直观地分析等离子体泡的三维电子密度分布，还可以帮助发现TEC空间大梯度产生的原因.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2023006
摘要:
无线电波在大气层中传播时，大气介质的不均匀分布会对电波产生折射效应，从而影响雷达的探测精度. 对于航天目标的雷达探测，影响无线电波的介质主要是电离层. 本文利用实时TEC数据同化的方式，建立了电离层电子密度现报模型，实现了电离层折射率剖面的实时构建. 在此基础上，利用射线描迹法完成了航天目标雷达探测的折射误差修正. 结果表明，相对于单纯使用电离层经验模型——国际参考电离层（international reference ionosphere, IRI）模型，利用电离层同化现报模型建立的电离层折射率剖面可大大提高折射误差修正的精度.
无线电波在大气层中传播时，大气介质的不均匀分布会对电波产生折射效应，从而影响雷达的探测精度. 对于航天目标的雷达探测，影响无线电波的介质主要是电离层. 本文利用实时TEC数据同化的方式，建立了电离层电子密度现报模型，实现了电离层折射率剖面的实时构建. 在此基础上，利用射线描迹法完成了航天目标雷达探测的折射误差修正. 结果表明，相对于单纯使用电离层经验模型——国际参考电离层（international reference ionosphere, IRI）模型，利用电离层同化现报模型建立的电离层折射率剖面可大大提高折射误差修正的精度.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022160
摘要:
城市电磁环境强度的逐渐升高对人体健康和电子系统正常工作构成潜在威胁，为实现对电磁环境状况的快速判别，提出了一种电磁环境与人口热力及建筑密度的关联规则挖掘方法. 首先通过两步聚类分别将电磁环境、人口热力、建筑密度数据离散为三种等级，再基于动态阈值FP增长（Frequent Pattern Growth）算法进行规则挖掘，最后筛选出有效的关联规则. 所提出方法应用于北京城区道路采样的28 424组数据，实验结果表明：人口热力为中、低等级的区域或建筑密度低的区域，电磁环境强度通常低于1.52 V/m；建筑密度高的区域，电磁环境强度通常在1.52～3.50 V/m；而电磁环境强度高于3.50 V/m的情况，主要出现在人口热力高的区域. 本文的研究工作为城市电磁环境的快速估计与监测预警提供了新思路和参考.
城市电磁环境强度的逐渐升高对人体健康和电子系统正常工作构成潜在威胁，为实现对电磁环境状况的快速判别，提出了一种电磁环境与人口热力及建筑密度的关联规则挖掘方法. 首先通过两步聚类分别将电磁环境、人口热力、建筑密度数据离散为三种等级，再基于动态阈值FP增长（Frequent Pattern Growth）算法进行规则挖掘，最后筛选出有效的关联规则. 所提出方法应用于北京城区道路采样的28 424组数据，实验结果表明：人口热力为中、低等级的区域或建筑密度低的区域，电磁环境强度通常低于1.52 V/m；建筑密度高的区域，电磁环境强度通常在1.52～3.50 V/m；而电磁环境强度高于3.50 V/m的情况，主要出现在人口热力高的区域. 本文的研究工作为城市电磁环境的快速估计与监测预警提供了新思路和参考.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022270
摘要:
针对5G发展对室内接入天线提出的新要求，设计了一种可在N78（3.4~3.6 GHz）与N79（4.8~5.0 GHz）两个频段之间切换的频率可重构天线. 天线辐射器印制在电路板上，电路板末端带有圆形金属腔，作为八木天线与短背射天线的反射器. 对PIN二极管偏置电路进行优化，切换天线有源振子臂上一对PIN二极管开关，使天线具有两种工作模式，具备频率可重构的功能. 通过仿真软件对天线模型进行仿真分析，根据仿真结果制作了天线的实物并进行实验验证，实测表明天线具有良好的匹配与增益. 当PIN二极管导通时，天线工作在N78频段，回波损耗小于−19.58 dB，增益大于7.44 dBi；当PIN二极管断开时，天线工作在N79频段，回波损耗小于−18.58 dB，增益大于9.48 dBi.
针对5G发展对室内接入天线提出的新要求，设计了一种可在N78（3.4~3.6 GHz）与N79（4.8~5.0 GHz）两个频段之间切换的频率可重构天线. 天线辐射器印制在电路板上，电路板末端带有圆形金属腔，作为八木天线与短背射天线的反射器. 对PIN二极管偏置电路进行优化，切换天线有源振子臂上一对PIN二极管开关，使天线具有两种工作模式，具备频率可重构的功能. 通过仿真软件对天线模型进行仿真分析，根据仿真结果制作了天线的实物并进行实验验证，实测表明天线具有良好的匹配与增益. 当PIN二极管导通时，天线工作在N78频段，回波损耗小于−19.58 dB，增益大于7.44 dBi；当PIN二极管断开时，天线工作在N79频段，回波损耗小于−18.58 dB，增益大于9.48 dBi.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022268
摘要:
微动特征是空间碎片目标特性研究与识别的重要特征量。为提升非相干散射雷达在空间碎片微动特征提取中的应用，设计了一种基于雷达的目标微动特征提取方法，包括距离徙动修正、目标平动速度和加速度余项修正、时频分布计算、逆Radon变换等，并利用曲靖非相干散射雷达实测回波数据进行分析验证。结果表明，利用非相干散射雷达实测回波可有效提取空间碎片自旋或翻滚半径、周期、频率以及姿态角等特征参数，进而初步判断其形状，仿真和实测数据分析结果与预期情况基本相符。本文工作验证了电离层非相干散射雷达用于空间碎片微动特征提取的可行性，为空间碎片监测与目标特性研究识别提供了新技术手段。
微动特征是空间碎片目标特性研究与识别的重要特征量。为提升非相干散射雷达在空间碎片微动特征提取中的应用，设计了一种基于雷达的目标微动特征提取方法，包括距离徙动修正、目标平动速度和加速度余项修正、时频分布计算、逆Radon变换等，并利用曲靖非相干散射雷达实测回波数据进行分析验证。结果表明，利用非相干散射雷达实测回波可有效提取空间碎片自旋或翻滚半径、周期、频率以及姿态角等特征参数，进而初步判断其形状，仿真和实测数据分析结果与预期情况基本相符。本文工作验证了电离层非相干散射雷达用于空间碎片微动特征提取的可行性，为空间碎片监测与目标特性研究识别提供了新技术手段。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022263
摘要:
针对高轨卫星S/Ka频段厘米级高精度测距系统大气折射误差修正需求，设计了可工程化实现的大气折射误差精细化修正系统，系统主要通过基于微波辐射计的微弱微波辐射信号接收技术、自定标技术、湿延迟模型构建、折射率模型构建提高对流层环境探测精度，通过基于GNSS硬件延迟估计技术研究提高电离层环境探测精度，进而提升大气折射误差修正精度. 在我国青岛、海口、昆明、拉萨及满洲里五个典型气候地区的试验数据分析表明，对流层折射率误差均方根偏差约为3.64 N，较大的地区为海口和青岛，分别为6.3 N和5.2 N，且试验期间不同时刻的折射率误差差距较大，体现了沿海地区气候时空变化较为明显的特性. 电离层垂直电子总含量平均值为1.19 TECU，较大的地区为昆明和海口，分别为1.4 TECU和1.92 TECU，体现了低纬度地区电离层变化较为剧烈的特性. 大气折射误差精细化修正系统可以提供高精度的对流层、电离层折射修正值，验证内容和结果具有代表性，可以为高轨卫星高精度测定轨提供支持.
针对高轨卫星S/Ka频段厘米级高精度测距系统大气折射误差修正需求，设计了可工程化实现的大气折射误差精细化修正系统，系统主要通过基于微波辐射计的微弱微波辐射信号接收技术、自定标技术、湿延迟模型构建、折射率模型构建提高对流层环境探测精度，通过基于GNSS硬件延迟估计技术研究提高电离层环境探测精度，进而提升大气折射误差修正精度. 在我国青岛、海口、昆明、拉萨及满洲里五个典型气候地区的试验数据分析表明，对流层折射率误差均方根偏差约为3.64 N，较大的地区为海口和青岛，分别为6.3 N和5.2 N，且试验期间不同时刻的折射率误差差距较大，体现了沿海地区气候时空变化较为明显的特性. 电离层垂直电子总含量平均值为1.19 TECU，较大的地区为昆明和海口，分别为1.4 TECU和1.92 TECU，体现了低纬度地区电离层变化较为剧烈的特性. 大气折射误差精细化修正系统可以提供高精度的对流层、电离层折射修正值，验证内容和结果具有代表性，可以为高轨卫星高精度测定轨提供支持.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022253
摘要:
智能反射面（intelligent reflecting surface, IRS）辅助通信系统的信道维度较高，现有的信道估计方法需使用大量导频才能得到准确的信道矩阵. 针对这一问题，提出了一种基于混合损失的残差生成对抗网络（hybrid loss based residual generative adversarial network, H-ResGAN）模型. H-ResGAN使用多个残差块来加深网络，可以充分提取信道特征，减缓梯度消失问题. 同时，采用条件最小二乘损失和L1损失相结合的混合损失作为目标函数来提高训练的稳定性. 仿真实验证明，H-ResGAN对环境噪声更具鲁棒性，估计误差显著低于传统方法；且与传统的估计算法相比，H-ResGAN仅需发送少量导频就能获得准确的估计结果.
智能反射面（intelligent reflecting surface, IRS）辅助通信系统的信道维度较高，现有的信道估计方法需使用大量导频才能得到准确的信道矩阵. 针对这一问题，提出了一种基于混合损失的残差生成对抗网络（hybrid loss based residual generative adversarial network, H-ResGAN）模型. H-ResGAN使用多个残差块来加深网络，可以充分提取信道特征，减缓梯度消失问题. 同时，采用条件最小二乘损失和L1损失相结合的混合损失作为目标函数来提高训练的稳定性. 仿真实验证明，H-ResGAN对环境噪声更具鲁棒性，估计误差显著低于传统方法；且与传统的估计算法相比，H-ResGAN仅需发送少量导频就能获得准确的估计结果.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022254
摘要:
作为一种不受网络枢纽和有源中继制约的远程通信手段，短波通信系统在军事和民用领域均受到广泛关注. 众所周知，短波信号远程传输是通过电离层反射实现的，其无源定位作为电子对抗领域的重要组成部分一直是国内外学者研究的热点，因此针对上述场景如何实现有效的辐射源定位是目前短波通信系统中亟待解决的问题. 本文提出了一种新型短波时差定位算法，该算法分为时差提取、粗定位和精确定位三个过程，利用遗传算法进行联合优化，在没有电离层参数信息的情况下实现精确定位. 为证明算法的有效性，给出了相应的仿真试验和实地试验分析结果，结果表明该算法不仅简单、实用性强，且精度优于3%. 本文所提算法为短波盲源远程定位的发展提供了新思路、新方向.
作为一种不受网络枢纽和有源中继制约的远程通信手段，短波通信系统在军事和民用领域均受到广泛关注. 众所周知，短波信号远程传输是通过电离层反射实现的，其无源定位作为电子对抗领域的重要组成部分一直是国内外学者研究的热点，因此针对上述场景如何实现有效的辐射源定位是目前短波通信系统中亟待解决的问题. 本文提出了一种新型短波时差定位算法，该算法分为时差提取、粗定位和精确定位三个过程，利用遗传算法进行联合优化，在没有电离层参数信息的情况下实现精确定位. 为证明算法的有效性，给出了相应的仿真试验和实地试验分析结果，结果表明该算法不仅简单、实用性强，且精度优于3%. 本文所提算法为短波盲源远程定位的发展提供了新思路、新方向.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022243
摘要:
为研究强电磁脉冲辐照下无人机内部三绞线的终端响应特性，本文基于传输线理论提出了三绞线在强电磁脉冲辐照下终端响应的建模方法. 首先确定了三绞线三螺旋物理结构，给出绞线束在笛卡尔坐标系下的参数方程，建立了具有均匀扭曲特征的三绞线模型；推导了电磁脉冲辐照下三绞线终端电流的频域方程，采用快速傅里叶逆变换得到时域解，并与CST仿真结果进行对比，验证了算法的准确性；最后分析了三绞线终端电流随线缆长度、线缆螺距、电磁场极化角、方位角、俯仰角的耦合响应规律。结果表明，三绞线终端感应电流随线缆长度和螺距的增加而增大；入射波的俯仰角和方位角在\begin{document}$\left[ {0,90{\text{°}} } \right]$\end{document} ![]()
![]()
为研究强电磁脉冲辐照下无人机内部三绞线的终端响应特性，本文基于传输线理论提出了三绞线在强电磁脉冲辐照下终端响应的建模方法. 首先确定了三绞线三螺旋物理结构，给出绞线束在笛卡尔坐标系下的参数方程，建立了具有均匀扭曲特征的三绞线模型；推导了电磁脉冲辐照下三绞线终端电流的频域方程，采用快速傅里叶逆变换得到时域解，并与CST仿真结果进行对比，验证了算法的准确性；最后分析了三绞线终端电流随线缆长度、线缆螺距、电磁场极化角、方位角、俯仰角的耦合响应规律。结果表明，三绞线终端感应电流随线缆长度和螺距的增加而增大；入射波的俯仰角和方位角在
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022217
摘要:
在动态干扰环境下的多节点无线传感器网络中，随着状态-动作空间的增大，传统强化学习难以收敛. 为克服这一问题，本文提出一种基于迁移强化学习的快速抗干扰算法，将多智能体Q学习和值函数迁移方法相结合. 首先，将多节点通信抗干扰问题建模为马尔科夫博弈；然后，引入互模拟关系度量不同状态-动作对之间的相似性；最后，采用多智能体Q学习算法学习抗干扰策略，并在每一步Q值更新后，根据不同状态-动作对之间的相似性进行值函数迁移. 仿真结果表明，在分时隙传输的在线抗干扰问题中，所提算法的抗干扰性能显著优于正交跳频法和随机跳频法，在达到相同抗干扰效果时，所需的迭代次数远少于常规Q学习算法.
在动态干扰环境下的多节点无线传感器网络中，随着状态-动作空间的增大，传统强化学习难以收敛. 为克服这一问题，本文提出一种基于迁移强化学习的快速抗干扰算法，将多智能体Q学习和值函数迁移方法相结合. 首先，将多节点通信抗干扰问题建模为马尔科夫博弈；然后，引入互模拟关系度量不同状态-动作对之间的相似性；最后，采用多智能体Q学习算法学习抗干扰策略，并在每一步Q值更新后，根据不同状态-动作对之间的相似性进行值函数迁移. 仿真结果表明，在分时隙传输的在线抗干扰问题中，所提算法的抗干扰性能显著优于正交跳频法和随机跳频法，在达到相同抗干扰效果时，所需的迭代次数远少于常规Q学习算法.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022227
摘要:
为了实现电磁辐射的有效屏蔽，同时保持高质量的信号传输，提出一种利用超材料结构抑制高频柔性传输线电磁辐射的低反射型方案. 整体结构由传输线、介质间隔层和超材料屏蔽层组成，介质部分均使用柔性材料. 利用超材料对电磁波的调控与吸收能力和小型化的特点，降低辐射波的反射分量，减小对传输性能的影响，并保证传输线的灵活性. 仿真结果表明，工作频带为23.10~28.30 GHz的超材料结构对于分段共面波导传输线可实现平均10.10 dB的屏蔽效能，并在23.49~30.96 GHz和32.98~38.00 GHz保持工作带宽. 实测与仿真结果基本一致，所提出的传输线电磁辐射屏蔽方案具有柔性、小型化和低反射的特点，给柔性电子设备的电磁兼容设计提供了新的可能.
为了实现电磁辐射的有效屏蔽，同时保持高质量的信号传输，提出一种利用超材料结构抑制高频柔性传输线电磁辐射的低反射型方案. 整体结构由传输线、介质间隔层和超材料屏蔽层组成，介质部分均使用柔性材料. 利用超材料对电磁波的调控与吸收能力和小型化的特点，降低辐射波的反射分量，减小对传输性能的影响，并保证传输线的灵活性. 仿真结果表明，工作频带为23.10~28.30 GHz的超材料结构对于分段共面波导传输线可实现平均10.10 dB的屏蔽效能，并在23.49~30.96 GHz和32.98~38.00 GHz保持工作带宽. 实测与仿真结果基本一致，所提出的传输线电磁辐射屏蔽方案具有柔性、小型化和低反射的特点，给柔性电子设备的电磁兼容设计提供了新的可能.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022226
摘要:
逆合成孔径雷达（inverse synthetic aperture radar，ISAR）可以对飞机、舰船与空间目标等进行成像，在军事和民事应用中具有重要的意义。ISAR三维成像可以克服传统二维成像中的几何失真、方位向定标难与图像投影平面未知等问题，有利于对目标进行分类和识别，是ISAR技术的重要发展趋势之一。本文主要对单天线ISAR、干涉ISAR（interferometric ISAR，InISAR）、阵列ISAR等不同体制的三维成像进行介绍。在介绍不同体制ISAR三维成像机理的基础上，对各种体制的研究现状进行了总结，并对未来的发展方向进行了分析。
逆合成孔径雷达（inverse synthetic aperture radar，ISAR）可以对飞机、舰船与空间目标等进行成像，在军事和民事应用中具有重要的意义。ISAR三维成像可以克服传统二维成像中的几何失真、方位向定标难与图像投影平面未知等问题，有利于对目标进行分类和识别，是ISAR技术的重要发展趋势之一。本文主要对单天线ISAR、干涉ISAR（interferometric ISAR，InISAR）、阵列ISAR等不同体制的三维成像进行介绍。在介绍不同体制ISAR三维成像机理的基础上，对各种体制的研究现状进行了总结，并对未来的发展方向进行了分析。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022228
摘要:
电磁暴露安全是当前5G通信在大规模商业化推广过程中需高度重视的问题。大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)和天线3D波束成形等技术在现有5G基站中已得到成熟应用，但以往传统确定性方法在评估该类基站时过于保守，因而很难得到准确可信的基站电磁暴露评估结果。本文在以往基于蒙特卡洛（Monte Carlo）统计方法的5G基站电磁暴露评估模型基础上，进一步模拟构建了城镇基站小区的三维用户场景，采用电磁暴露相对因子作为衡量指标实现了更真实用户场景下的5G基站电磁暴露水平评估。结果表明，在文中给定的两类基站配置参数下，5G基站小区在最坏情况下电磁暴露相对因子计算结果最大值仅有保守确定性方法给出的电磁暴露评估结果的25%左右，说明5G基站引入Massive MIMO和波束成形技术后不仅改善了用户通信质量，同时也使覆盖区域内电磁暴露量值分布更为均匀，得到了比传统基站更低的电磁暴露水平.
电磁暴露安全是当前5G通信在大规模商业化推广过程中需高度重视的问题。大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)和天线3D波束成形等技术在现有5G基站中已得到成熟应用，但以往传统确定性方法在评估该类基站时过于保守，因而很难得到准确可信的基站电磁暴露评估结果。本文在以往基于蒙特卡洛（Monte Carlo）统计方法的5G基站电磁暴露评估模型基础上，进一步模拟构建了城镇基站小区的三维用户场景，采用电磁暴露相对因子作为衡量指标实现了更真实用户场景下的5G基站电磁暴露水平评估。结果表明，在文中给定的两类基站配置参数下，5G基站小区在最坏情况下电磁暴露相对因子计算结果最大值仅有保守确定性方法给出的电磁暴露评估结果的25%左右，说明5G基站引入Massive MIMO和波束成形技术后不仅改善了用户通信质量，同时也使覆盖区域内电磁暴露量值分布更为均匀，得到了比传统基站更低的电磁暴露水平.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022229
摘要:
提出了一种具有高隔离度的紧凑型三陷波超宽带(ultra-wideband, UWB)多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)天线，整体尺寸为38 mm×26 mm×1.2 mm. 通过对辐射贴片底部两侧进行多切角，实现了宽带化；通过在接地板上加载改进的波纹T型去耦结构，并刻蚀倒“π”型槽缝隙，实现了较高隔离度；通过在辐射贴片上刻蚀“U”型缝隙、在馈线上刻蚀类“H”型缝隙以及在右侧引入倒“C”型寄生枝节，实现了WiMAX（3.3～3.6 GHz）、WLAN（5.15～5.85 GHz）和X波段（7.25～7.75 GHz）3个频段的陷波. 仿真与测试结果表明，该天线工作频段为2.9～11.3 GHz（相对带宽达到118.31%），隔离度小于−22.6 dB，包络相关系数小于0.01，辐射效率高，辐射特性良好，设计的天线可以广泛应用于无线通信系统领域中.
提出了一种具有高隔离度的紧凑型三陷波超宽带(ultra-wideband, UWB)多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)天线，整体尺寸为38 mm×26 mm×1.2 mm. 通过对辐射贴片底部两侧进行多切角，实现了宽带化；通过在接地板上加载改进的波纹T型去耦结构，并刻蚀倒“π”型槽缝隙，实现了较高隔离度；通过在辐射贴片上刻蚀“U”型缝隙、在馈线上刻蚀类“H”型缝隙以及在右侧引入倒“C”型寄生枝节，实现了WiMAX（3.3～3.6 GHz）、WLAN（5.15～5.85 GHz）和X波段（7.25～7.75 GHz）3个频段的陷波. 仿真与测试结果表明，该天线工作频段为2.9～11.3 GHz（相对带宽达到118.31%），隔离度小于−22.6 dB，包络相关系数小于0.01，辐射效率高，辐射特性良好，设计的天线可以广泛应用于无线通信系统领域中.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022203
摘要:
本文基于散射中心参数化模型和反向传播(back propagation, BP)神经网络，构建了一种针对目标全角度、宽频段下的远场电场预测网络，该网络将利用目标的位置、幅度、频率等数据信息实现远场电场实部与虚部的快速预测. 该技术首先将对目标强散射点的位置以及强度等参数进行提取；然后，对二维角域以及频域进行区域划分，构建并联式的智能网络架构，从而建立散射中心参数化模型与高精度远场电场间的关系. 该方法能够通过新型并联网络的训练，减小传统散射中心模型的频率、角度依赖性的影响，实现目标远场电场的快速获取. 由于在网络设计时，充分借鉴了现有的模型中各散射参数对目标电场的影响，因此该神经网络具有清晰的物理意义以及突出的泛化能力. 与传统的基于GTD模型的电场重构方法相比，该方法具有更高的准确性，实验结果表明提出的并联网络使得预测电场误差下降了18％以上，同时，提出的并联预测网络针对目标后向远场电场的预测，其相对均方根误差能够小于5％.
本文基于散射中心参数化模型和反向传播(back propagation, BP)神经网络，构建了一种针对目标全角度、宽频段下的远场电场预测网络，该网络将利用目标的位置、幅度、频率等数据信息实现远场电场实部与虚部的快速预测. 该技术首先将对目标强散射点的位置以及强度等参数进行提取；然后，对二维角域以及频域进行区域划分，构建并联式的智能网络架构，从而建立散射中心参数化模型与高精度远场电场间的关系. 该方法能够通过新型并联网络的训练，减小传统散射中心模型的频率、角度依赖性的影响，实现目标远场电场的快速获取. 由于在网络设计时，充分借鉴了现有的模型中各散射参数对目标电场的影响，因此该神经网络具有清晰的物理意义以及突出的泛化能力. 与传统的基于GTD模型的电场重构方法相比，该方法具有更高的准确性，实验结果表明提出的并联网络使得预测电场误差下降了18％以上，同时，提出的并联预测网络针对目标后向远场电场的预测，其相对均方根误差能够小于5％.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022193
摘要:
为了分析阵列布局对流星雷达到达角 direction of arrival, DOA)估计性能的影响，本文以阵列信号空间谱和克拉美-罗界(Cramer-Rao bound, CRB)作为评估指标，对流星雷达的三种天线阵型即十字阵型、T阵型和L阵型进行了DOA估计性能比较分析，并对比了十字阵型调整天线元间距后与传统方式的性能差异. 研究结果表明，三种阵型中，T阵型在精确度和稳定性上均优于其他两种阵型；L阵型在某些方向的DOA中性能最优，但在其他方向上表现较差；改变天线间距会使得某个方向的DOA估计精度提高，但会以降低其他方向的DOA精度为代价.
为了分析阵列布局对流星雷达到达角 direction of arrival, DOA)估计性能的影响，本文以阵列信号空间谱和克拉美-罗界(Cramer-Rao bound, CRB)作为评估指标，对流星雷达的三种天线阵型即十字阵型、T阵型和L阵型进行了DOA估计性能比较分析，并对比了十字阵型调整天线元间距后与传统方式的性能差异. 研究结果表明，三种阵型中，T阵型在精确度和稳定性上均优于其他两种阵型；L阵型在某些方向的DOA中性能最优，但在其他方向上表现较差；改变天线间距会使得某个方向的DOA估计精度提高，但会以降低其他方向的DOA精度为代价.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022224
摘要:
微波电场测量是电子信息系统的核心技术之一，在雷达、通信、导航、电磁频谱监测等领域应用极其广泛. 然而，随着应用需求的不断提高，传统的微波电场测量技术在接收灵敏度、精确度、工作带宽、天线尺寸等方面面临极大挑战. 里德堡原子具有较大的电偶极矩，对外电场的响应极为敏感，尤其是里德堡能级间共振频率的微波电场. 基于里德堡原子与微波电场的量子相干效应（Autler-Townes分裂效应和AC-Stark效应），可实现微波电场的高灵敏度测量，是一种有别于传统的新型微波电场测量技术. 本文主要综述了基于里德堡原子的微波电场测量技术的基本原理、研究进展、技术优势，并对其未来发展方向和应用前景进行了展望.
微波电场测量是电子信息系统的核心技术之一，在雷达、通信、导航、电磁频谱监测等领域应用极其广泛. 然而，随着应用需求的不断提高，传统的微波电场测量技术在接收灵敏度、精确度、工作带宽、天线尺寸等方面面临极大挑战. 里德堡原子具有较大的电偶极矩，对外电场的响应极为敏感，尤其是里德堡能级间共振频率的微波电场. 基于里德堡原子与微波电场的量子相干效应（Autler-Townes分裂效应和AC-Stark效应），可实现微波电场的高灵敏度测量，是一种有别于传统的新型微波电场测量技术. 本文主要综述了基于里德堡原子的微波电场测量技术的基本原理、研究进展、技术优势，并对其未来发展方向和应用前景进行了展望.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022175
摘要:
探地雷达是一种重要的无损检测工具，被广泛应用于道路缺陷检测、路面以下物体检测以及非结构化地形感知等领域. 针对基于深度学习的介电常数图反演方法特征提取不全，准确度不高的局限性，本文引入注意力机制, 提出了一种探地雷达图像智能反演算法，设计了适用于探地雷达图像反演的神经网络InvNet以完成从探地雷达图像到介电常数图的非线性映射. 该算法首先利用时间维度卷积和全局特征残差编码器提取探地雷达时间维度和全局特征，接着采用改进的注意力机制作为注意力语义提取模块提取特征图的全局语义信息，最终通过介电常数解码器完成了探地雷达介电常数图重构. 在基于时域有限差分法构建的探地雷达反演数据集上，InvNet反演结果的结构相似性指数 (structural similarity index measure, SSIM)达到了97.14%，均方误差（mean square error, MSE）降为0.003 0，平均绝对值损失（mean average error，MAE）降为0.015 7，相比于最新探地雷达反演网络算法GPRInvNet和PINet，SSIM分别提高了1.06%和0.86%，MSE分别降低了0.24%和0.25%，MAE分别降低了1.41%和1.02%. 实验表明该方法能够根据探地雷达图像有效反演出对应的介电常数模型图，并且与现有方法的对比结果展示了其优越的反演性能.
探地雷达是一种重要的无损检测工具，被广泛应用于道路缺陷检测、路面以下物体检测以及非结构化地形感知等领域. 针对基于深度学习的介电常数图反演方法特征提取不全，准确度不高的局限性，本文引入注意力机制, 提出了一种探地雷达图像智能反演算法，设计了适用于探地雷达图像反演的神经网络InvNet以完成从探地雷达图像到介电常数图的非线性映射. 该算法首先利用时间维度卷积和全局特征残差编码器提取探地雷达时间维度和全局特征，接着采用改进的注意力机制作为注意力语义提取模块提取特征图的全局语义信息，最终通过介电常数解码器完成了探地雷达介电常数图重构. 在基于时域有限差分法构建的探地雷达反演数据集上，InvNet反演结果的结构相似性指数 (structural similarity index measure, SSIM)达到了97.14%，均方误差（mean square error, MSE）降为0.003 0，平均绝对值损失（mean average error，MAE）降为0.015 7，相比于最新探地雷达反演网络算法GPRInvNet和PINet，SSIM分别提高了1.06%和0.86%，MSE分别降低了0.24%和0.25%，MAE分别降低了1.41%和1.02%. 实验表明该方法能够根据探地雷达图像有效反演出对应的介电常数模型图，并且与现有方法的对比结果展示了其优越的反演性能.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022194
摘要:
在大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)系统中，合理的天线选择、用户调度以及用户功率分配方案，对提升系统能效、节省资源成本有着重要的作用. 针对大规模MIMO下行链路通信场景，基于能效最大化准则，提出了一种联合天线选择、用户调度以及功率分配的低复杂度优化算法. 首先，针对天线选择和用户调度问题，结合递增递减的选择思想，以最大化系统能效为目标，对天线和用户进行双向交替搜索；其次，对于搜索过程中的用户功率分配问题，采用分式规划理论和拉格朗日对偶算法得到最优能效功率的闭式解，三个参数进行迭代优化，从而得到系统最优能效. 仿真结果表明，本文所提算法不仅具有低复杂度而且具有较好性能，能够有效降低大规模MIMO系统的能耗.
在大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)系统中，合理的天线选择、用户调度以及用户功率分配方案，对提升系统能效、节省资源成本有着重要的作用. 针对大规模MIMO下行链路通信场景，基于能效最大化准则，提出了一种联合天线选择、用户调度以及功率分配的低复杂度优化算法. 首先，针对天线选择和用户调度问题，结合递增递减的选择思想，以最大化系统能效为目标，对天线和用户进行双向交替搜索；其次，对于搜索过程中的用户功率分配问题，采用分式规划理论和拉格朗日对偶算法得到最优能效功率的闭式解，三个参数进行迭代优化，从而得到系统最优能效. 仿真结果表明，本文所提算法不仅具有低复杂度而且具有较好性能，能够有效降低大规模MIMO系统的能耗.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022212
摘要:
为了减少执行协同感知任务的无人机数量和消除通信干扰问题，考虑到无人机电池容量的限制，提出了一种无人机数量编配、目标关联和频谱资源分配的联合规划方法。该方法利用无人机数量、目标感知顺序和频谱资源的耦合关系，将其联合规划问题转化为能耗优化问题，并设计了遗传禁忌混合算法求解此混合整数非线性规划问题。该算法结合了遗传算法的大范围探索能力和禁忌搜索算法的精细搜索优势，具有更高的全局寻优能力。仿真结果表明，与其他启发式算法相比，所提算法完成相同感知任务需要的无人机最少，能耗也最少，具有更好的鲁棒性。
为了减少执行协同感知任务的无人机数量和消除通信干扰问题，考虑到无人机电池容量的限制，提出了一种无人机数量编配、目标关联和频谱资源分配的联合规划方法。该方法利用无人机数量、目标感知顺序和频谱资源的耦合关系，将其联合规划问题转化为能耗优化问题，并设计了遗传禁忌混合算法求解此混合整数非线性规划问题。该算法结合了遗传算法的大范围探索能力和禁忌搜索算法的精细搜索优势，具有更高的全局寻优能力。仿真结果表明，与其他启发式算法相比，所提算法完成相同感知任务需要的无人机最少，能耗也最少，具有更好的鲁棒性。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022198
摘要:
在认知网络中，具有强时变性的信道状态、用户状态影响着系统性能。为了提高系统吞吐量，实现用户最大通信速率，如何将时变的信道、用户状态和链路自适应调制与编码匹配是一个亟待解决的问题。针对此，提出了一种匹配检验分配协议（matching-check allocation protocol，MAP）。该协议联合链路自适应包错误率与通信速率，旨在实现信道状态、用户状态与传输模式匹配的同时最大化系统总通信速率。为了评估频谱分配协议在多用户多信道联合目标优化等复杂网络复杂指标下的性能，利用离散时间排队模型分析非授权用户行为，构建了一种通用的、适用性强的协议评估框架，得到了平均队长、平均吞吐量、平均时延、平均拒绝量等综合性能指标。在该框架下，将MAP协议与最大速率分配协议、公平随机分配协议进行比较。数据结果表明了MAP协议优于对比协议，也表明了协议评估框架能够评估不同的频谱分配协议，证明了MAP协议与协议评估框架的有效性。
在认知网络中，具有强时变性的信道状态、用户状态影响着系统性能。为了提高系统吞吐量，实现用户最大通信速率，如何将时变的信道、用户状态和链路自适应调制与编码匹配是一个亟待解决的问题。针对此，提出了一种匹配检验分配协议（matching-check allocation protocol，MAP）。该协议联合链路自适应包错误率与通信速率，旨在实现信道状态、用户状态与传输模式匹配的同时最大化系统总通信速率。为了评估频谱分配协议在多用户多信道联合目标优化等复杂网络复杂指标下的性能，利用离散时间排队模型分析非授权用户行为，构建了一种通用的、适用性强的协议评估框架，得到了平均队长、平均吞吐量、平均时延、平均拒绝量等综合性能指标。在该框架下，将MAP协议与最大速率分配协议、公平随机分配协议进行比较。数据结果表明了MAP协议优于对比协议，也表明了协议评估框架能够评估不同的频谱分配协议，证明了MAP协议与协议评估框架的有效性。
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022183
摘要:
超宽带编码雷达探测地下介质时，回波信号不可避免地受到噪声影响，这会对数据解释带来一定困难. 频率-波数（f-k）滤波方法可以有效滤除部分噪声，但其对高频段的滤波效果欠佳. 针对此问题，本文提出一种改进的f-k滤波方法，根据频率和波数的分布情况，设置不同的视速度阈值进行分段处理，提高高频段的视速度阈值，有效滤除了高频段的噪声. 实验结果表明，经该方法处理后的图像熵较原方法处理后的图像熵减小了6%，具有良好的噪声抑制效果.
超宽带编码雷达探测地下介质时，回波信号不可避免地受到噪声影响，这会对数据解释带来一定困难. 频率-波数（f-k）滤波方法可以有效滤除部分噪声，但其对高频段的滤波效果欠佳. 针对此问题，本文提出一种改进的f-k滤波方法，根据频率和波数的分布情况，设置不同的视速度阈值进行分段处理，提高高频段的视速度阈值，有效滤除了高频段的噪声. 实验结果表明，经该方法处理后的图像熵较原方法处理后的图像熵减小了6%，具有良好的噪声抑制效果.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022208
摘要:
为了提升无线通信的抗干扰能力，应对干扰样式更加多样的干扰攻击，提出了一种基于干扰认知的索引调制跳频抗干扰方法. 合法发射机利用被认知的干扰信号所在的频点与活跃频点、静默频点的相互关系，以进一步选择三种应对策略：利用干扰、反制干扰或无需措施. 相比传统的索引调制跳频方法，本文方法是一种更加灵活和有效的抗干扰手段. 此外，推导了基于干扰认知索引调制跳频方法的误比特率近似闭式表达式，所推导的理论分析结果与仿真结果拟合很好，表明了理论分析的准确性. 相比传统的索引调制跳频方法，所提方法能够有效提升误比特率性能，从而有效提升了系统的抗干扰能力.
为了提升无线通信的抗干扰能力，应对干扰样式更加多样的干扰攻击，提出了一种基于干扰认知的索引调制跳频抗干扰方法. 合法发射机利用被认知的干扰信号所在的频点与活跃频点、静默频点的相互关系，以进一步选择三种应对策略：利用干扰、反制干扰或无需措施. 相比传统的索引调制跳频方法，本文方法是一种更加灵活和有效的抗干扰手段. 此外，推导了基于干扰认知索引调制跳频方法的误比特率近似闭式表达式，所推导的理论分析结果与仿真结果拟合很好，表明了理论分析的准确性. 相比传统的索引调制跳频方法，所提方法能够有效提升误比特率性能，从而有效提升了系统的抗干扰能力.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022162
摘要:
为抑制天线阵列接收到的强电磁干扰，提出了一种新颖的射频前端多通道幅相加权环形电路. 该电路可以为天线阵列每个信号通道的响应构建一个空间传输零点. 当零点角度对准干扰源方向时，强干扰即可被抑制. 加权环路由与N元天线阵列连接的N个电路单元组成，每个电路单元内部包含一个正交耦合器和一个幅相加权网络. 首先分析了电路单元的散射参数矩阵，并计算了在停止角处构建零点时幅相加权网络的幅相权值. 然后，分析了阵元数目、耦合器的耦合度、阵元间距以及阵列形式对加权环路响应的影响，并由此总结了指导加权环路设计的一般方法. 最后，作为原理验证示例，在工作频率1.3 GHz下用注入式测试方法对组装的四单元加权环路进行测试，实测结果与仿真结果比较吻合. 在预设的停止角下，所有4个信道的响应都已形成了显著的传输零点，使环路可实现至少20 dB的干扰抑制. 同时，信号通过角处小信号的插入损耗几乎为零，不会影响期望信号的正常接收.
为抑制天线阵列接收到的强电磁干扰，提出了一种新颖的射频前端多通道幅相加权环形电路. 该电路可以为天线阵列每个信号通道的响应构建一个空间传输零点. 当零点角度对准干扰源方向时，强干扰即可被抑制. 加权环路由与N元天线阵列连接的N个电路单元组成，每个电路单元内部包含一个正交耦合器和一个幅相加权网络. 首先分析了电路单元的散射参数矩阵，并计算了在停止角处构建零点时幅相加权网络的幅相权值. 然后，分析了阵元数目、耦合器的耦合度、阵元间距以及阵列形式对加权环路响应的影响，并由此总结了指导加权环路设计的一般方法. 最后，作为原理验证示例，在工作频率1.3 GHz下用注入式测试方法对组装的四单元加权环路进行测试，实测结果与仿真结果比较吻合. 在预设的停止角下，所有4个信道的响应都已形成了显著的传输零点，使环路可实现至少20 dB的干扰抑制. 同时，信号通过角处小信号的插入损耗几乎为零，不会影响期望信号的正常接收.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022207
摘要:
平面相控阵天线的宽带、宽角扫描理论与技术是当前天线电波传播领域的核心课题与关键技术，对高性能雷达、通信、导航等信息系统起到重要支撑作用. 研究表明，制约平面相控阵天线宽角扫描的瓶颈主要有：单元的波束形状、阵列排布方式以及扫描阵列中的耦合关系. 据此，本文将从以上三方面回顾平面相控阵宽角扫描理论与技术的发展历程，并对其研究发展做出展望.
平面相控阵天线的宽带、宽角扫描理论与技术是当前天线电波传播领域的核心课题与关键技术，对高性能雷达、通信、导航等信息系统起到重要支撑作用. 研究表明，制约平面相控阵天线宽角扫描的瓶颈主要有：单元的波束形状、阵列排布方式以及扫描阵列中的耦合关系. 据此，本文将从以上三方面回顾平面相控阵宽角扫描理论与技术的发展历程，并对其研究发展做出展望.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022260
摘要:
提出并设计了一种宽带广角覆盖的波束扫描折叠式反射阵列（folded reflect array，FRA）天线. 为了在宽带范围内以及较宽的波束覆盖范围(beam coverage range，BCR)内获得较低的扫描损耗，提出一种考虑照射权重因子、截获功率权重因子以及频率权重因子的多波束优化方法；为了降低FRA天线的剖面，采用小尺寸贴片天线作为馈源，将其与单层反射板集成在一起. 设计了一个尺寸为264 mm×264 mm、工作在Ku波段的11波束扫描的FRA天线，仿真验证本文所提设计方法的有效性，结果表明：该设计在13.5~16.5 GHz的宽带范围内，实现了3 dB波束可覆盖−28°~28°范围，中心频率处最大增益为26.6 dBi，口径效率范围为14%~20.9%，所设计的共口径FRA天线可以获得相当平坦的增益，扫描损耗都在3 dB以内. 该天线具有覆盖范围广、覆盖带宽宽、集成度高、增益高、口径效率高等优点，在无线通信、雷达成像和目标识别等领域具有广阔的应用前景.
提出并设计了一种宽带广角覆盖的波束扫描折叠式反射阵列（folded reflect array，FRA）天线. 为了在宽带范围内以及较宽的波束覆盖范围(beam coverage range，BCR)内获得较低的扫描损耗，提出一种考虑照射权重因子、截获功率权重因子以及频率权重因子的多波束优化方法；为了降低FRA天线的剖面，采用小尺寸贴片天线作为馈源，将其与单层反射板集成在一起. 设计了一个尺寸为264 mm×264 mm、工作在Ku波段的11波束扫描的FRA天线，仿真验证本文所提设计方法的有效性，结果表明：该设计在13.5~16.5 GHz的宽带范围内，实现了3 dB波束可覆盖−28°~28°范围，中心频率处最大增益为26.6 dBi，口径效率范围为14%~20.9%，所设计的共口径FRA天线可以获得相当平坦的增益，扫描损耗都在3 dB以内. 该天线具有覆盖范围广、覆盖带宽宽、集成度高、增益高、口径效率高等优点，在无线通信、雷达成像和目标识别等领域具有广阔的应用前景.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022213
摘要:
超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益和耐高功率是多功能相控阵天线的主要性能需求，通常难以兼顾. 针对该问题，本文结合紧耦合和端射机理，在传统金属Vivaldi天线基础上，提出了一种多功能相控阵天线的设计方法. 对704元天线阵进行了设计，并进行了仿真，结果表明：所设计的天线阵列在俯仰±60°、方位±45°扫描空域无栅瓣，大角度扫描有源电压驻波比在9倍频程下小于6.1、在高频3倍频程下小于3，同时高频段阵元增益大于5 dB的带宽高达3 GHz. 对实物进行了加工和测试，测试结果与仿真数据吻合良好. 该天线阵具有超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益、高可靠性、耐高功率和易于实现等特点，在相控阵天线中有重要的应用价值.
超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益和耐高功率是多功能相控阵天线的主要性能需求，通常难以兼顾. 针对该问题，本文结合紧耦合和端射机理，在传统金属Vivaldi天线基础上，提出了一种多功能相控阵天线的设计方法. 对704元天线阵进行了设计，并进行了仿真，结果表明：所设计的天线阵列在俯仰±60°、方位±45°扫描空域无栅瓣，大角度扫描有源电压驻波比在9倍频程下小于6.1、在高频3倍频程下小于3，同时高频段阵元增益大于5 dB的带宽高达3 GHz. 对实物进行了加工和测试，测试结果与仿真数据吻合良好. 该天线阵具有超宽带、低剖面、宽角扫描、高增益、高可靠性、耐高功率和易于实现等特点，在相控阵天线中有重要的应用价值.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022182
摘要:
为了满足毫米波高密度、宽角扫描共口径相控阵天线对高性能、紧凑型天线单元的需求，提出了一种宽带Ku/Ka共口径天线单元设计方案. Ku频段双极化天线采用“十”字形贴片作为辐射体，一对正交放置的缝隙用于激励两个正交工作模式. Ka频段天线为探针馈电的磁电偶极子天线，加载的4个小贴片起调节匹配和方向图的作用. 同时，Ka频段天线对Ku频段天线起寄生加载作用，在有效降低Ku频段天线谐振频率的同时扩展阻抗带宽. 仿真结果表明，Ku频段天线水平和垂直极化分别工作在14.4~17.6 GHz和14.4~17.4 GHz，−10 dB阻抗带宽分别为20% 和18.7%；Ka频段天线工作在30~40 GHz，−10 dB阻抗带宽大于28.5%，测试结果与仿真结果吻合良好. 所提出的共口径天线单元具有尺寸小、带宽宽的特点，其横向尺寸为8.5 mm×8.5 mm（0.45λ×0.45λ，λ为Ku频段中心频率16 GHz对应的波长）. 本文为高密度、宽角扫描共口径相控阵天线提供了新颖的天线单元设计方案.
为了满足毫米波高密度、宽角扫描共口径相控阵天线对高性能、紧凑型天线单元的需求，提出了一种宽带Ku/Ka共口径天线单元设计方案. Ku频段双极化天线采用“十”字形贴片作为辐射体，一对正交放置的缝隙用于激励两个正交工作模式. Ka频段天线为探针馈电的磁电偶极子天线，加载的4个小贴片起调节匹配和方向图的作用. 同时，Ka频段天线对Ku频段天线起寄生加载作用，在有效降低Ku频段天线谐振频率的同时扩展阻抗带宽. 仿真结果表明，Ku频段天线水平和垂直极化分别工作在14.4~17.6 GHz和14.4~17.4 GHz，−10 dB阻抗带宽分别为20% 和18.7%；Ka频段天线工作在30~40 GHz，−10 dB阻抗带宽大于28.5%，测试结果与仿真结果吻合良好. 所提出的共口径天线单元具有尺寸小、带宽宽的特点，其横向尺寸为8.5 mm×8.5 mm（0.45λ×0.45λ，λ为Ku频段中心频率16 GHz对应的波长）. 本文为高密度、宽角扫描共口径相控阵天线提供了新颖的天线单元设计方案.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022190
摘要:
为满足多功能电子系统对天线带宽、天线剖面和波束覆盖范围的需求，提出了一种工作在6~18 GHz的平面双极化低剖面宽角扫描相控阵天线. 首先，为了抑制由非平衡短路式巴伦引入的天线带内寄生谐振模式从而拓展天线带宽，在天线阵列中加入了由短路金属柱和印制金属盘构成的脊型结构；然后，设计了基于超表面的宽角扫描阻抗匹配层，以降低波束扫描时的反射损耗；此外，在该天线的介质层中设计了周期性分布的空气孔，以降低天线辐射体周围的有效介电常数，进而消除波束扫描时的表面波激励. 基于上述方法，利用多层印制电路板工艺，在保持天线低剖面特性的同时实现了超宽带宽角扫描性能. 仿真结果表明，该阵列在典型方位角φ = 90°和φ = 0°分别具备±75°和±60°的波束扫描能力，且阵列剖面高度小于3.52 mm. 为了验证该设计的正确性，制作了一个阵列规模为8×8的双极化天线样机并对其进行实验，实验结果与仿真结果吻合较好. 该天线具有超宽带、低剖面、宽角扫描特点，为多功能电子系统提供了一种新颖的天线阵结构.
为满足多功能电子系统对天线带宽、天线剖面和波束覆盖范围的需求，提出了一种工作在6~18 GHz的平面双极化低剖面宽角扫描相控阵天线. 首先，为了抑制由非平衡短路式巴伦引入的天线带内寄生谐振模式从而拓展天线带宽，在天线阵列中加入了由短路金属柱和印制金属盘构成的脊型结构；然后，设计了基于超表面的宽角扫描阻抗匹配层，以降低波束扫描时的反射损耗；此外，在该天线的介质层中设计了周期性分布的空气孔，以降低天线辐射体周围的有效介电常数，进而消除波束扫描时的表面波激励. 基于上述方法，利用多层印制电路板工艺，在保持天线低剖面特性的同时实现了超宽带宽角扫描性能. 仿真结果表明，该阵列在典型方位角φ = 90°和φ = 0°分别具备±75°和±60°的波束扫描能力，且阵列剖面高度小于3.52 mm. 为了验证该设计的正确性，制作了一个阵列规模为8×8的双极化天线样机并对其进行实验，实验结果与仿真结果吻合较好. 该天线具有超宽带、低剖面、宽角扫描特点，为多功能电子系统提供了一种新颖的天线阵结构.
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022177
摘要:
为解决在VHF和UHF频段内的紧耦合偶极子阵列（tightly coupled dipole array, TCDA）天线馈电网络设计困难、不利于工程化的问题，提出一款采用新型宽带同轴馈电的具有低剖面、双极化特点的TCDA天线设计方案. 该天线采用双偶极子单元结构，由二阶Wilkinson功分器和新型宽带同轴巴伦共同组成馈电网络，接地短路枝节抑制E面共模谐振，频率选择表面(frequency selective surface, FSS)层抑制H面扫描失配. 通过ADS-HFSS联合进行高效的电磁仿真，结果表明，该TCDA在110~500 MHz内电压驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)典型值<2，±45°扫描角度VSWR典型值<2.5，剖面高度小于0.1\begin{document}$ {\lambda }_{\mathrm{l}\mathrm{o}\mathrm{w}} $\end{document} ![]()
![]()
为解决在VHF和UHF频段内的紧耦合偶极子阵列（tightly coupled dipole array, TCDA）天线馈电网络设计困难、不利于工程化的问题，提出一款采用新型宽带同轴馈电的具有低剖面、双极化特点的TCDA天线设计方案. 该天线采用双偶极子单元结构，由二阶Wilkinson功分器和新型宽带同轴巴伦共同组成馈电网络，接地短路枝节抑制E面共模谐振，频率选择表面(frequency selective surface, FSS)层抑制H面扫描失配. 通过ADS-HFSS联合进行高效的电磁仿真，结果表明，该TCDA在110~500 MHz内电压驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)典型值<2，±45°扫描角度VSWR典型值<2.5，剖面高度小于0.1
, 最新更新时间 , doi: 10.12265/j.cjors.2022189
摘要:
随着多功能、一体化电子信息装备的快速发展，对超宽带阵列天线的需求也愈加迫切. 机载、舰载等平台对载荷的重量、尺寸等往往有较为严格的限制，低剖面、轻量化超宽带相控阵天线的设计可以有效解决平台限制与多功能需求之间的矛盾. 本文提出了一种基于紧耦合偶极子天线单元的低剖面、轻量化超宽带阵列天线设计方案，该天线采用寄生偶极子匹配层和频率选择表面（frequency selective surface, FSS）匹配层代替传统的介质宽角阻抗匹配层，在实现宽角扫描的同时还能有效减小天线重量. 通过电磁仿真优化，该阵列天线单元可以实现6∶1的工作带宽，剖面高度小于低频的十分之一波长；E面±60°扫描满足电压驻波比（voltage standing wave ratio，VSWR） ≤ 3，H面±45°扫描满足VSWR≤3.5. 为了验证所设计阵列天线的性能，加工了规模大小为16×16的原理样机进行实测，测量结果与仿真结果基本吻合.
随着多功能、一体化电子信息装备的快速发展，对超宽带阵列天线的需求也愈加迫切. 机载、舰载等平台对载荷的重量、尺寸等往往有较为严格的限制，低剖面、轻量化超宽带相控阵天线的设计可以有效解决平台限制与多功能需求之间的矛盾. 本文提出了一种基于紧耦合偶极子天线单元的低剖面、轻量化超宽带阵列天线设计方案，该天线采用寄生偶极子匹配层和频率选择表面（frequency selective surface, FSS）匹配层代替传统的介质宽角阻抗匹配层，在实现宽角扫描的同时还能有效减小天线重量. 通过电磁仿真优化，该阵列天线单元可以实现6∶1的工作带宽，剖面高度小于低频的十分之一波长；E面±60°扫描满足电压驻波比（voltage standing wave ratio，VSWR） ≤ 3，H面±45°扫描满足VSWR≤3.5. 为了验证所设计阵列天线的性能，加工了规模大小为16×16的原理样机进行实测，测量结果与仿真结果基本吻合.
