Python无人机阵列干扰天线自动化设计

分享到:

相信大家对于python这个词都不陌生,不管是不是学技术的,这些年几乎都会随时听听到这个词,因为最直接的,随着科技的发展,python在工人智能领域,特别方便,很多开源的人工智能框架,都优先使用python。在射频领域, python展现出在阵列天线设计领域巨大的潜力,是人工智能与天线设计的一次亲密接触。接下来就带大家一起看看使用python设计不同线阵的应用后,通过自动化设计大大提升了天线的设计效率和提高工作效率的这一个过程。
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
图1阵列天线自动设计
 
均匀线阵
 
常见的线阵综合法主要有均匀幅度法、切比雪夫综合法和泰勒综合法,其中,切比雪夫和泰勒综合法是实现低副瓣阵列天线的两种方法,具有副瓣电平可控的特性。作为本系列线阵的结束篇,回顾一下切比雪夫综合法和泰勒综合法。
 
切比雪夫综合法
 
P阶切比雪夫多项式如下:
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
当天线的波瓣特性和切比雪夫多项式曲线一致时,该天线辐射特性具有切比雪夫特性,此时旁瓣的幅度都均相等。由上式可知,当阵列单元为偶数阶时,其阵因子如下:
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
 
泰勒综合法
 
泰勒综合法的线阵辐射特性具有如下特点:
 
1.主瓣两侧的若干副瓣电平大小相似;
2.其余区域副瓣电平会单调减小。由以上特点可知,阵列天线的激励从中间往两侧会单调递减,不会发生切比雪夫综合法中的跳变现象,方向图函数为: 
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
 
上式为构造的泰勒空间因子,具有理想空间因子可调副瓣电平和前n-1个副瓣电平接近相等的性质,同时在远区副瓣保持了基本函数的副瓣峰值,也具备μ-1的衰减特性。其零点位置为: 
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
S(m)=0。该式说明,对泰勒线源进行抽样时,抽样结果只与抽样点数相关,可以看出激励幅度与单元数量有关,而和单元间距无关。下面展示了基于泰勒综合法的20元阵列和40元阵列得到的方向图,可看到阵元数越多,天线主瓣波束越窄。
a. 单元数为20,阵元间距d为λ,指向0度
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
  图 3 20阵元天线
 
b. 单元数为40,阵元间距为d为λ,指向0度
  
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
图 4 40阵元天线
 
无人机阵列干扰天线设计
 
根据当前项目需求,设计一款2.4GHz的无人机平面阵列干扰天线,阵元如下图所示,该天线阵元可展宽天线工作带宽,同时有利于馈电设计。
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
 
图 5 阵元结构图结合上一节分析性的结果,这里该阵列干扰天线采用泰勒综合法抑制副瓣电平,实现了12dBi的天线增益,该平面天线不增加重量及体积,同时高增益有助于增强对无人机远程干扰能力,下图分别给出阵列天线的方向图与增益。 
 
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
Python无人机阵列干扰天线自动化设计
 
图 6 干扰天线方向图工程实施时,该天线安装在云台上,通过陀机控制云台方位与俯仰,对目标无人机实施干扰。
 
继续阅读
RF电路设计中的常见问题汇总

随着通信技术的发展,无线射频电路技术运用越来越广。其中的射频电路的性能指标直接影响整个产品的质量,射频电路印制电路板( PCB)的抗干扰设计对于减小系统电磁信息辐射具有重要的意义。全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。本文将列举并回答RF电路设计的常见问题。

无源物联网技术探讨

针对现有物联场景中RFID技术面临的干扰大、通信距离受限、不支 持连续组网、不支持定位等技术痛点,提出了联合干扰抑制、极简空口协议栈设计、基于蜂窝网络的粗定位等无源物联网关键技术。面向未来商用部署,分析了无源物联网端到端的网络架构和无线网络部署的可行性与链路预算。

射频功率放大器PA的常见指标和测试方法

身为射频工程师,射频前端中的功率放大器PA可以说是重中之重。作为无线通信系统中非常关键的器件,PA的主要功能是将小功率信号放大,得到一定大小的射频输出功率。因为无线信号在空气中有很大的衰减,为了通信业务质量的稳定,这势必就需要将已调制的信号放大到足够大再从天线发射出去,可以说任何无线通信系统都少不了它。我们把它称作射频前端器件皇冠上的明珠,其实一点也不为过。本文就来介绍一下射频功率放大器的常见指标及测试方法。

Qorvo 携手联发科,获得更多智能手机、路由器和汽车平台设计订单

2022 年 12 月 1 日,移动应用、基础设施与航空航天、国防应用中 RF 解决方案的领先供应商 Qorvo 宣布与联发科合作,获得多个设计订单,扩大了 Qorvo 在 5G 智能手机领域的领导地位,包括移动 Wi-Fi、Wi-Fi 路由器和 5G/Wi-Fi 汽车平台。

傅立叶分析和小波分析你真的懂了吗?

大家都应该学过,傅立叶变换是能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。小波变换是一种新的变换分析方法,它继承和发展了短时傅立叶变换局部化的思想,同时又克服了窗口大小不随频率变化等缺点,能够提供一个随频率改变的“时间-频率”窗口,是进行信号时频分析和处理的理想工具。