大型相控阵量化瓣实时抑制及其波控实现_牛宝君
大型相控阵外监测系统
1999年2月现代雷达第1期大型相控阵外监测系统牛宝君(南京电子技术研究所 南京210013)【摘要】 讨论了大型相控阵外监测原理,解剖分析了系统性能及系统的构建原则,在给出一误差传递模型基础上,讨论了利用外监测方法修正相控阵通道幅相误差所能达到的精度,文末给出了实例分析结果。
【关键词】 相控阵,阵面照射不均度,通道不均度,系统动态范围O ut er Surveillance System for L arge Phased ArrayNiu Baojun(Nanjing Research Institute o f Electronics T echnolo gy Nanjing210013)【Abstract】 T he o uter sur veillance principle o f the lar ge phased ar ray is discussed her e.Its perfo rmances and constr uct ion rules ar e analyzed also.Based o n the er r or tr ansfer model,t his paper show s the achievable pr ecisio n thro ug h modify ing the amplitude and phase er ro rs o f the pha sed ar-ray channels by use o f the outer sur veillance method.A n exam ple is presented a t last.【Key words】 phased a rr ay,non-unifor mit y o f arr ay illumination,no n-unifo r mity of chan-nels,sy st em dy na mic rang e1 引言阵列天线单元上的电流幅相分布决定了波瓣特性,该分布发生变化必然带来波瓣特性的变化。
用于大型阵列的自适应主旁瓣干扰抑制算法
用于大型阵列的自适应主旁瓣干扰抑制算法用于大型阵列的自适应主旁瓣干扰抑制算法随着科技的不断进步，大型阵列在通信系统、雷达、声纳等领域中得到了广泛应用。
然而，由于阵列天线之间存在相互干扰的问题，干扰抑制成为了一个急需解决的难题。
为了提高大型阵列的性能和可靠性，许多算法被提出来进行主旁瓣干扰抑制，其中自适应主旁瓣干扰抑制算法是一种效果较好的方法。
自适应主旁瓣干扰抑制算法通过在线调整权值来抑制干扰信号，以最小化接收到的总功率。
这种算法利用阵列中多个天线之间的空间选择性，可针对性地减小特定方向上信号的功率。
算法的核心思想是通过最小化误差信号的平方来确定权重，以使得接收到的主信号增强，同时降低干扰信号的幅度。
具体而言，首先，我们通过计算干扰和主信号之间的相关性来得到最优的权值。
然后，使用这些权值来计算输出信号，将输出信号与期望信号进行比较并校正权重，直到输出信号满足一定的准则为止。
自适应主旁瓣干扰抑制算法的工作过程可分为以下几个步骤：1. 确定阵列的几何结构和各个天线之间的距离。
这些信息用于计算不同波束形成算法的参数。
2. 根据系统的要求和实际情况，选择合适的波束形成算法。
常用的波束形成算法包括最小均方误差算法（LMS）和逆声学波束形成算法（IBA）等。
3. 通过采集远场信号的数据来估计信号传输矩阵，并使用该矩阵计算出初始权重。
这些权重将作为算法的初始参数。
4. 根据信号传输矩阵和初始权重，计算出输出信号。
然后将输出信号与期望信号进行比较，并校正权重。
5. 重复第4步，直到输出信号满足一定的准则，或者达到预设的迭代次数。
通过以上步骤，自适应主旁瓣干扰抑制算法可以实现对大型阵列中主信号的增强和干扰信号的抑制。
这种算法可以适应不同的天线配置和降噪需求，并具有较好的性能。
然而，需要注意的是，自适应主旁瓣干扰抑制算法在实际应用中面临一些挑战。
首先，计算复杂度较高，需要大量的计算资源。
其次，算法的收敛速度较慢，在实时性较高的应用中可能存在问题。
超声相控阵技术的发展前景与应用
超声相控阵技术的发展前景与应用超声相控阵技术是一种高精度病理检测技术，随着现代医疗技术的不断发展，超声相控阵技术也被广泛应用于多个领域。
本文将探讨超声相控阵技术的发展前景以及应用场景。
一、超声相控阵技术的发展历程超声相控阵技术于20世纪60年代初期首次被提出，主要用于在工业和航空领域中进行无损检测和远程探测，后来被广泛应用于医疗领域，为人类的健康保驾护航。
随着科技的不断进步，超声相控阵技术在测量范围、分辨率、成像速度、探测深度等方面都有较大的提升。
目前，该技术已广泛应用于心脏、乳腺、肝脏、肾脏、膀胱、前列腺、肺、骨骼等领域的病理扫描和诊断。
二、超声相控阵技术的优势和局限性超声相控阵技术相比传统的医疗检测技术具有许多优势，如无辐射、安全、检测速度快等。
同时，它还可以实现三维成像，有效提高诊断的准确性和可靠性。
此外，在心脏诊断中，超声相控阵技术还可以实现实时彩色多普勒成像，帮助医生诊断心脏瓣膜病变、心肌梗塞等疾病。
然而，超声相控阵技术也存在一些局限性，如探测深度较浅，只适用于浅部组织的检测和诊断，并且受到成像角度的限制，对深部组织的检测效果不如磁共振成像等其他检测技术。
三、超声相控阵技术的应用场景超声相控阵技术在医疗领域中的应用极为广泛，如下所示：1. 心脏诊断：超声相控阵技术可以帮助医生检测心脏的大小、功能、形态等，诊断心脏病变。
2. 乳腺癌筛查：超声相控阵技术可以检测乳房内的肿块和其他异常情况，帮助医生排除或诊断乳腺癌。
3. 肝脏、肾脏病变：超声相控阵技术可以检测肝脏、肾脏的大小、形态、功能等，帮助医生发现和诊断肝脏、肾脏的病变。
4. 妇科疾病：超声相控阵技术可以实现阴道内、子宫内、输卵管等部位的成像诊断，帮助医生检测妇科疾病。
5. 骨科疾病：超声相控阵技术可以检测骨骼中的损伤和骨骼疾病，如骨折、骨质疏松等。
四、超声相控阵技术的未来前景超声相控阵技术有着广阔的发展前景，未来有可能进一步提高探测深度和分辨率，以实现更精确的疾病诊断；同时可以开发出更多的检测技术和设备，提高检测效率和准确性，在医学领域发挥更为重要的作用。
【硕士论文】1032超声相控阵技术检测和评价方法研究
题目超声相控阵技术检测和评价方法研究作者刘晓睿学科、专业测试计量技术及仪器指导教师强天鹏研究员、邬冠华教授申请学位日期2012年6月学校代码：10406 分类号：TG115.28学号：090080402052南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）超声相控阵技术检测和评价方法研究硕士研究生：刘晓睿导师：强天鹏研究员、邬冠华教授申请学位级别：硕士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2012年6月授予学位单位：南昌航空大学The Research of Testing and Evaluating Methods Using Phased Array UltrasonicA DissertationSubmitted for the Degree of MasterOn Measuring and Testing Technologies and Instrumentsby Liu XiaoruiUnder the Supervision ofProf. Qiang Tianpeng Prof. Wu GuanhuaSchool of Testing and Opto-Electronic EngineeringNanchang Hangkong University, Nanchang, ChinaJun.2012摘要超声相控阵与传统常规超声检测技术相比有诸多优点，目前国内尚没有超声相控阵技术检测和评价方法的相关标准规范，严重影响了该技术的普及和应用。
本项目拟就超声相控阵技术应用检测工艺和技术进行理论分析计算和实验研究，在结合国内外应用案例的基础上制定出适合我国工业检测的超声相控阵技术检测的标准。
本文参考国外的有关标准和文献，设计相应的标准试块和焊接试板，利用CIV A仿真软件做相控阵技术理论分析和仿真计算，结合实际工件检测，对超声相控阵检测设备工艺性能参数评估和分析研究，不同参数进行超声相控阵检测并与常规超声的检测、射线检测结果做比较。
相控阵栅瓣对测速偏差影响分析与补偿方法研究
摘要无论在民用方面还是在军用方面，船舶在海上航行最重要的是掌握自身所处的实时地理位置。
相控多普勒测速声纳是实现水下精确导航的重要设备，然而，由于载体航姿变换、地形起伏、波束展宽等因素作用，栅瓣波束混杂引发测速偏差，同时也会导致多普勒功率谱的非对称，造成传统测频算法误差。
为进一步提升测速性能，本文针对栅瓣波束对测速偏差的影响和测频算法优化问题展开研究。
首先考虑相控阵栅瓣波束引起的测速偏差，从回波信号的产生机理出发，比较了不同环境条件如船舶航速、基阵平台的航行姿态、信号脉宽、能量抑制比、地形起伏和海底深度下的测速偏差，分析这些因素限制下测速偏差大小；其次构建底回波和流回波信号模型，对其进行了频谱分析并利用脉冲对算法对所建回波信号模型进行频率估计，通过分析不同情况下的测速偏差，验证栅瓣波束对测速性能造成的影响；最后基于自相关函数的渐进展开得到对非对称谱有明显优化效果的改进封闭算法和超定算法，为其进一步在相控阵栅瓣对测速偏差影响的补偿实验中应用，奠定理论基础。
关键词：多普勒测速偏差；相控阵栅瓣波束；脉冲对算法；封闭算法；超定算法ABSTRACTRegardless of whether it is civilian or military, the most important thing for a ship to sail at sea is to grasp its real-time geographic location. Phased Doppler velocity sonar is an important device for accurate underwater navigation. However, due to factors such as carrier attitude change, terrain fluctuations, beam spreading and other factors, grating lobe beam confusion causes velocity deviation, at the same time, it will also cause the asymmetry of the Doppler power spectrum and cause errors by the traditional frequency measurement algorithms. In order to further improve the speed measurement performance, this paper studies the effect of the grating lobe beam on the speed measurement deviation and the optimization of the frequency measurement algorithm.First consider the speed deviation caused by the phased grating lobe beam. Based on the echo signal generation mechanism, different environmental conditions such as ship speed, sailing attitude of the base platform, signal pulse width, energy suppression ratio, topographic fluctuations and bottom depth are compared. Speed measurement deviation under the analysis of these factors to limit the size of the speed measurement deviation; Secondly, the bottom echo and stream echo signal models are constructed, the spectrum analysis is performed and the pulse pair algorithm is used to estimate the frequency of the built echo signal model. Analyze the speed measurement deviation in different situations to verify the effect of the grating lobe beam on the speed measurement performance. Finally, based on the gradual progress of the autocorrelation function, an improved interception algorithm and an overdetermined algorithm with significant optimization effects on the asymmetric spectrum are obtained. The application of the phased array grating lobe to the compensation experiment of the velocity deviation has laid a theoretical foundation.Key words:Doppler speed error; phased array grating lobe;pulse pair algorithm; interception algorithm; overdetermined algorithm目录第1章绪论 (1)1.1 论文的背景与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 测速偏差来源分析 (3)1.2.2 测频算法方法 (4)1.3 论文工作主要内容 (5)第2章相控阵栅瓣对测速偏差影响的理论分析 (7)2.1 相控阵中的栅瓣波束问题 (7)2.1.1 相控阵栅瓣波束产生原因 (7)2.1.2 栅瓣波束与主瓣波束关系 (9)2.2 相控阵栅瓣影响的理论推导 (9)2.2.1 理想环境分析 (9)2.2.2 非理想环境分析 (12)2.3 相控阵栅瓣影响的定量分析 (17)2.3.1 平台参数影响分析 (17)2.3.2 系统参数影响分析 (21)2.3.3 环境参数影响分析 (24)2.4 本章小结 (24)第3章相控阵栅瓣对测速偏差影响的仿真验证 (25)3.1 波束域回波信号仿真 (25)3.1.1 波束域回波信号模型 (25)3.1.2 模型有效性验证 (33)3.2 对底跟踪测速的影响仿真 (36)3.2.1 平台参数影响分析 (36)3.2.2 系统参数影响分析 (38)3.2.3 环境参数影响分析 (40)3.3 对水跟踪测速的影响仿真 (40)3.3.1 平台参数影响分析 (40)3.3.2 系统参数影响分析 (42)3.3.3 环境参数影响分析 (43)3.4 本章小结 (43)第4章相控阵栅瓣对测速偏差影响的补偿方法 (45)4.1 经典脉冲对算法估计偏差原因分析 (45)4.2 基于封闭算法的时域谱矩估计补偿方法 (48)4.2.1 封闭算法原理 (48)4.2.2 补偿性能仿真 (51)4.3 基于超定算法的时域谱矩估计补偿方法 (56)4.3.1 超定算法原理 (56)4.3.2 补偿性能仿真 (57)4.4 本章小结 (60)结论 (63)参考文献 (65)攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 (69)致谢 (71)第1章绪论1.1 论文的背景与意义在对亿万年来生物进化演进过程的研究之中，各种证据均表明生命起源于海洋。
超声相控阵检测技术
智能化与自动化
借助人工智能和机器学习技术，超声相控阵检测技术正朝 着智能化和自动化方向发展，实现自动缺陷识别、自动报 告生成等。
面临的主要挑战
Байду номын сангаас
01
复杂形状与结构的检测
对于复杂形状和结构的部件，超声相控阵检测技术的适应性有待提高，
应用领域与前景
应用领域
超声相控阵检测技术可应用于各种金属和非金属材料的无损检测，如钢铁、铝合金、钛 合金、陶瓷、复合材料等。具体应用包括焊缝检测、铸件检测、锻件检测、管道检测、
压力容器检测等。
前景
随着新材料、新工艺的不断涌现和无损检测标准的不断提高，超声相控阵检测技术将朝着更高分辨率、更快 检测速度、更智能化等方向发展。同时，随着5G、物联网等新技术的不断发展，超声相控阵检测技术将实现
远程在线监测和实时数据分析等功能，为工业生产和质量控制提供更加便捷、高效的技术支持。
02
超声相控阵检测系
统组成
超声换能器阵列
01
02
03
线性阵列
由一排等间距的超声换能 器组成，用于一维扫描。
矩阵阵列
由二维排列的超声换能器 组成，可实现二维扫描和 三维成像。
环形阵列
由环形排列的超声换能器 组成，适用于管道、圆柱 形容器等特殊形状工件的 检测。
需要开发更先进的算法和探头设计。
02
信号处理与数据分析
随着检测精度的提高，产生的数据量也大幅增加，对信号处理和数据分
析提出了更高的要求。
03
成本与普及
虽然超声相控阵检测技术具有诸多优势，但其高昂的成本限制了其在一
2024年超声相控阵检测技术培训课件
超声相控阵检测技术基于惠更斯原理和波的叠加原理。通过 控制每个换能器的激发时间，可以实现声波的聚焦和偏转； 通过控制换能器阵列中各个换能器的相位，可以实现声波的 扫描和成像。
发展历程及现状
发展历程
超声相控阵检测技术经历了从单一阵元到多元阵元、从手动扫描到自动扫描、 从单一功能到多功能集成的发展历程。随着计算机技术和信号处理技术的不断 发展，超声相控阵检测技术的检测精度和效率不断提高。
超声相控阵检测技术培训课件
目 录
• 超声相控阵检测技术概述 • 超声相控阵检测系统组成 • 超声相控阵检测关键技术 • 实际操作流程与注意事项 • 故障诊断案例分析 • 培训总结与展望
01
超声相控阵检测技术概述
定义与原理
定义
超声相控阵检测技术是一种利用超声波在介质中传播时的反 射、折射和散射等特性，通过控制多个超声换能器的激发时 间和相位，实现声波的聚焦、偏转和扫描等功能的无损检测 技术。
信噪比。
噪声抑制
02
通过硬件和软件手段，降低系统噪声和外部干扰，提高检测可
靠性。
信号平均处理
03
对多次采集的信号进行平均处理，以减小随机误差和噪声影响
。
04
实际操作流程与注意事项
设备启动与参数设置
设备启动步骤
打开电源，启动超声相控阵检测设备，进行系统 自检。
参数设置要点
根据被检测对象的材料和厚度，设置合适的超声 频率、声束角度、聚焦深度等参数。
收获了宝贵的经验和友谊
学员们纷纷表示，在培训过程中不仅学到了知识和技能，还结识了许多志同道合的同行 和朋友，收获了宝贵的经验和友谊。
未来发展趋势预测
1 2 3
技术不断创新和升级
相控阵相位加权
相控阵相位加权相控阵相位加权是一种重要的无线通信技术，可用于增加通信系统的容量和覆盖范围。
相控阵是一种由多个天线组成的阵列，通过调整每个天线的相位来实现波束的形成和调控。
相位加权则是指在波束形成过程中，对每个天线的相位进行调节，以达到理想的波束特性。
在相控阵中，每个天线的相位加权是关键的一步。
通过调整每个天线的相位，可以使波束的主瓣朝向目标方向，同时减小波束的副瓣和旁瓣。
相位加权的目标是尽可能地提高信号的接收质量和抑制干扰。
相控阵相位加权的过程可以分为两个步骤：波束形成和波束赋形。
波束形成是指通过调整每个天线的相位，使得波束的主瓣朝向目标方向。
波束赋形则是在波束形成的基础上，进一步调整每个天线的相位，以实现对波束形状的控制。
在相位加权的过程中，需要考虑到波束的主瓣宽度、副瓣水平和旁瓣抑制等指标。
主瓣宽度越窄，波束的方向性越强，抗干扰能力越强；副瓣水平越低，波束的抗干扰能力越强；旁瓣抑制越高，波束的抗干扰能力越强。
因此，在相位加权的过程中，需要综合考虑这些指标，调整每个天线的相位，以达到最佳的波束特性。
相控阵相位加权在无线通信领域有着广泛的应用。
它可以提高通信系统的容量和覆盖范围，减小信号的衰减和干扰，提高通信质量和可靠性。
同时，相控阵相位加权还可以应用于雷达系统、声纳系统等其他领域，以实现目标探测、跟踪和定位等功能。
在日常生活中，我们可以看到相控阵相位加权的应用。
例如，在无线通信基站中，通过使用相控阵天线，可以实现对用户信号的定向传输，提高信号的传输速率和质量；在车载雷达系统中，通过相控阵相位加权，可以实现对前方目标的精确探测和跟踪，提高驾驶安全性。
相控阵相位加权是一种重要的无线通信技术，通过调整每个天线的相位，可以实现波束的形成和调控。
它在提高通信系统容量和覆盖范围、减小信号衰减和干扰等方面具有重要的应用价值。
相控阵相位加权的研究和应用将进一步推动无线通信技术的发展，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
第二十二届中国磨粒技术学术会议主题报告速览
第二十二届中国磨粒技术学术会议主题报告速览Quick review of topic reports on 22nd Chinese Conference of Abrasive Technology马宇昊，尹韶辉，刘 坚，李明泽，索鑫宇（湖南大学）9月22日至24日，第二十二届中国磨粒技术学术会议在江苏无锡召开，参会专家、学者近500人。
本次会议共邀请到12位专家学者进行主题报告，分别展示了磨粒技术领域的最新发展和学术成果。
华侨大学徐西鹏教授报告了一种金刚石衬底的高效低损伤反应磨削加工中活性磨料选择方法。
通过第一性原理计算、真空热处理实验、激光诱导等离子体刻蚀实验等方式遴选适宜辅助研磨金刚石的活性金属元素，然后通过添加活性金属微粉和将活性金属镀覆在磨粒表面等方法制备出含活性金属的磨削砂轮，分别采用恒进给切入式磨削和恒载荷端面磨削两种方式研究了含活性金属砂轮反应磨削金刚石的磨削机理、磨削质量和磨削效率。
华中科技大学陈学东教授针对超精密运动工作台超稳结构设计、超精运动控制及超静环境减振等问题，介绍了纳米精度运动系统多物理场耦合动力学仿真与设计、超精密宏微主从-双台交叉同步控制以及准零刚度减振-稳姿等技术的研究进展，并介绍了这些技术在IC制造装备研制中的实际应用。
澳大利亚昆士兰大学黄含教授在报告中对硬脆材料延性域加工的前期工作进行了系统回顾，并重点介绍了脆性材料延性域加工的理论依据，以及阈值破坏机理对脆性材料去除模型的影响。
最后介绍了半导体晶体材料加工去除机理和磨削工艺开发的一些案例，根据自己的研究经验提出未来脆性材料延性域加工领域需要解决的关键问题。
南方科技大学张璧教授的报告聚焦磨削加工过程中复合材料的去除机理、加工表面完整性和先进磨削技术等，汇报国内外研究机构在各类复合材料的磨削加工研究方面的最新进展，首次提出复合材料磨削加工过程中的四大效应，即尺寸效应、各向异性效应、界面效应和热效应，这四大效应可能会共同影响复合材料的磨削加工结果。
相控阵超声波技术创新点
相控阵超声波技术创新点
相控阵超声波技术是一种利用多个发射和接收元件来控制和聚
焦超声波束的技术。
它在医学成像、工业无损检测和其他领域有着
广泛的应用。
在近年来，相控阵超声波技术一直在不断创新和发展，以下是一些创新点：
1. 高频率超声波，传统的相控阵超声波技术主要使用低频超声波，但近年来，一些研究机构和公司开始尝试使用高频超声波。
高
频超声波在医学成像中可以提供更高的分辨率，有助于检测更小的
病变和组织结构，同时在工业领域也能提高检测的灵敏度。
2. 实时成像和三维成像，随着计算机技术的发展，相控阵超声
波技术在实时成像和三维成像方面取得了重大进展。
实时成像可以
帮助医生在手术中实时观察患者的组织结构，提高手术的精准度；
而三维成像则可以提供更加全面的组织结构信息，有助于更准确地
诊断疾病。
3. 智能控制和信号处理，随着人工智能和机器学习技术的发展，相控阵超声波技术也开始应用智能控制和信号处理技术，例如自适
应波束成形和自动图像识别等。
这些技术的应用可以提高成像的质
量和准确性，减少人为因素对成像结果的影响。
4. 多模态成像，相控阵超声波技术也开始与其他成像技术结合，例如与光学成像、磁共振成像等结合，形成多模态成像技术，可以
在不同方面提供更加全面和准确的信息，有助于临床诊断和科研领
域的深入研究。
总的来说，相控阵超声波技术在高频率超声波、实时成像和三
维成像、智能控制和信号处理、多模态成像等方面都有不断的创新
和发展，这些创新点都为技术的进步和应用提供了新的可能性。
相控阵技术的应用
相控阵技术的应用
相控阵技术是一种利用多个天线元件进行信号处理和波束
形成的技术，其应用非常广泛。
以下是相控阵技术的一些
主要应用：
1. 通信系统：相控阵技术可以用于无线通信系统中的天线
阵列，通过波束形成和波束跟踪技术，可以实现更高的信
号传输速率、更好的信号覆盖范围和更低的干扰。
2. 雷达系统：相控阵技术在雷达系统中有着广泛的应用。
通过控制天线阵列中每个天线元件的相位和振幅，可以实
现波束的电子扫描，从而实现对目标的精确探测、跟踪和
成像。
3. 无人机和自动驾驶：相控阵技术可以用于无人机和自动
驾驶系统中的感知和定位。
通过将相控阵天线集成到无人
机或车辆上，可以实现高精度的目标检测和定位，提高自
主导航的准确性和安全性。
4. 医疗成像：相控阵技术在医疗成像领域也有广泛的应用。
例如，超声相控阵成像技术可以通过控制超声波的发射和
接收，实现对人体内部器官和组织的高分辨率成像，用于
诊断和治疗。
5. 无线电频谱监测：相控阵技术可以用于无线电频谱监测
和干扰源定位。
通过对信号进行波束形成和波束跟踪，可
以实现对无线电频谱的高分辨率扫描和干扰源的精确定位，有助于提高频谱利用效率和保障通信安全。
6. 智能天线系统：相控阵技术可以用于智能天线系统，通过动态调整天线阵列的波束方向和形状，可以实现对不同用户或目标的个性化服务和优化信号覆盖，提高无线通信的容量和质量。
总之，相控阵技术在通信、雷达、无人机、医疗、频谱监测和智能天线等领域都有着广泛的应用，可以提供更高的性能和更多的功能。
全数字相控阵
全数字相控阵
全数字相控阵是一种利用数字技术进行信号处理和波束形成的相控阵（Phased Array）系统。
相控阵是一种通过调整不同阵元之间的信号相位来改变波束方向的无线通信系统。
全数字相控阵通过数字信号处理的方式实现相控阵的各种功能，具有灵活性、精确性和可靠性的特点。
以下是全数字相控阵的一些关键特点和内容：
1. 数字波束形成：全数字相控阵使用数字信号处理技术，通过调整每个阵元的相位和幅度，实现精确的波束形成。
这使得系统可以迅速适应不同的通信场景和要求。
2. 灵活性和可编程性：全数字相控阵具有高度的灵活性和可编程性，通过数字控制和算法调整，可以适应各种不同的通信协议和频率。
3. 高精度定向：由于数字信号处理的精度，全数字相控阵可以实现对无线信号的高精度定向，从而提高信号的接收和发送效率。
4. 多功能性：全数字相控阵可以用于雷达、通信、无线电频谱监测等多种应用。
同一个相控阵系统可以在不同工作模式下执行不同的任务。
5. 抗干扰和隐蔽性：通过数字信号处理，全数字相控阵可以更有效地抵御干扰，并在一定程度上提高系统的隐蔽性。
6. 实时调整和自适应性：由于数字信号处理的实时性，全数字相控阵能够实时调整波束方向，适应动态和复杂的通信环境。
7. 数字化接口：全数字相控阵通常具有数字化接口，便于与其他数字系统进行集成和交互。
全数字相控阵在军事、航空航天、通信和雷达等领域得到广泛应用，对于提高通信系统性能和适应多样化任务具有重要意义。
基于相控阵天线的微波输能实验教学系统设计与实现
基于相控阵天线的微波输能实验教学系统设计与实现傅世强;李婵娟;房少军【摘要】为了跟踪技术前沿,让学生更好地掌握相控阵天线原理和微波无线能量传输技术,提出了在微波技术与天线课程中增加相控阵天线和微波输能方面的综合创新性实验教学方案,研制了基于相控阵技术的微波输能实验教学系统.该系统工作于ISM开放频段2．45 GHz,由发射端的十六元天线阵和波束控制网络,以及接收端的四元天线阵和微波整流电路组成,采用模块化设计思路,具有实验原理清晰和实验现象直观的特点.实验方案的设计具有创新性环节,以各单元模块的设计、仿真、制作、测试为基础过渡到系统集成,利于培养学生的综合能力和创新精神.%In order to keep track of the technology and make the students have a better grasp the principle of phased array antenna and microwave power wireless transmission,the comprehensive innovative experimental teaching method has been put forward in Microwave Technology and Antenna course.The experimental teaching system of microwave power transmission based on phased array antenna technology has been developed.The system works in the ISM open frequency band 2.45GHz,which is composed of sixteen-element antenna array with beam control network at the transmitter and four-element antenna array with a microwave rectifier circuit at the receiver. The module design method is adopted. The experimental principle and experimental phenomenon are clear.The design of the experiment is innovative.The system is integrated based on thedesign,simulation,fabrication and testing of each unit module.It can help the students’to develop comprehensive ability and innovative spirit.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2016(033)005【总页数】5页(P87-91)【关键词】相控阵天线;微波输能;模块化设计;实验教学【作者】傅世强;李婵娟;房少军【作者单位】大连海事大学国家级电工电子实验教学示范中心，辽宁大连116026;大连海事大学国家级电工电子实验教学示范中心，辽宁大连 116026;大连海事大学国家级电工电子实验教学示范中心，辽宁大连 116026【正文语种】中文【中图分类】TM724.1;G484随着科学技术的不断提高,无线通信终端设备正朝着频率越来越高、功能越来越强、功耗越来越低的方向发展,由此带来了天线和射频微波电路技术人才的需求,出现了天线和射频工程师短缺的状况。
相控阵-MIMO雷达的相位编码信号设计方法
相控阵-MIMO雷达的相位编码信号设计方法李敬军;姜永华;但波【摘要】具有良好性能的正交编码信号是相控阵-多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达获得优良性能的前提.为得到对接收端噪声容忍度更高的编码信号,利用改进的离散粒子群优化(discrete particle swarm optimization,DPSO)算法,以接收端匹配滤波之后输出信号的性能为代价函数,将编码设计转化为约束优化问题,设计了可灵活编码的正交相位编码信号.新算法得到的编码信号有较低的自相关旁瓣和互相关干扰,在匹配滤波时其对噪声的抑制要好于已有算法,且能有效分离出多个目标.仿真结果验证了算法的有效性.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2014(036)002【总页数】6页(P254-259)【关键词】相控阵-多输入多输出雷达;相位编码;改进离散粒子群算法;约束优化;匹配滤波【作者】李敬军;姜永华;但波【作者单位】海军航空工程学院电子工程系,山东烟台264001;海军航空工程学院电子工程系,山东烟台264001;海军航空工程学院电子工程系,山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TN950 引言相控阵-多输入多输出（multiple-input multiple-output，MIMO）雷达是MIMO雷达的一个重要分支，是最贴近于实用的一种MIMO雷达。
它既可以工作在相控阵模式，又可以工作在发射分集的MIMO模式。
当工作在发射分集的MIMO模式时，它充分利用了相控阵雷达相干接收的增益和MIMO雷达形成虚拟接收孔径的优势，与相控阵雷达相比有着更高的系统自由度、更好的低截获能力和目标探测能力［1］。
应用于相控阵-MIMO雷达的正交编码信号设计一直是研究的热点，实际工程中完全正交的信号是不可能实现的，所以基于各种准则的准最优信号设计方法应运而生，如模拟退火算法［2］、遗传算法［3-4］、连续粒子群算法［5-7］、拟牛顿法［8］、最小均方误差估计［9-10］、空时编码技术［11-13］、信道估计［14］等。
光控相控阵
光控相控阵光控相控阵是一种基于光学原理，利用相干光波进行信号传输和控制的一种阵列系统。
其工作原理是通过控制光的相位和幅度，使多个光波发生干涉，从而形成电磁信号的方向传输和控制。
相比传统的机械控制和电子控制阵列系统，光控相控阵具有响应速度快、能耗低、控制精度高等优势。
这使得它在雷达、通信、遥感、生物医学等领域得到广泛应用。
光控相控阵由光源、光电探测器、相位调节器、波导等组成。
光源一般是激光器或LED等光源，光电探测器可用于接收反射回来的光信号。
相位调节器是光控相控阵的核心部件，它通过改变光波的相位和幅度，实现光信号的控制和调节。
在光控相控阵中，通过电子信号在相位调节器中输入不同的相位信息，可以改变光波在波导中传播的相位和幅度，从而实现对光信号的控制。
例如，可以通过改变光波发射的相位，将光波集中在某一方向上发射，从而实现对光信号的聚焦；通过改变接收端光探测器的位置，可以调节接收信号的方向。
此外，由于光波的速度快，光控相控阵响应速度也非常快，可以实现纳秒级别的实时控制。
光控相控阵的应用非常广泛。
在雷达系统中，光控相控阵可以用于法雷系统、火炮雷达等武器系统，提高武器的精度和打击能力。
在通信系统中，光控相控阵可以实现多波束通信和相位调制，提高通信效率和抗干扰能力。
在遥感和成像领域，光控相控阵可以用于高分辨率成像，提高图像清晰度和减小成像误差。
在生物医学领域中，光控相控阵还可以用于光学成像和诊断，提高病患治疗的成功率和治疗效果。
总之，光控相控阵是一种非常先进的光学技术，具有响应速度快、能耗低、控制精度高等优势，被广泛应用于雷达、通信、遥感、生物医学等领域。
随着光学技术的不断发展和创新，相信光控相控阵的应用前景也会越来越广阔。
相控阵技术介绍PPT.
普通的探头几何形状
1D线性阵列
2D线性阵列
常用的探头几何形状
1D环形阵列
2D环形阵列
常用的探头几何形状பைடு நூலகம்
菊花探头数据
楔块参数
楔块参数 楔块声速（vw） 楔块角度（ω） 第一个晶片高度（h1） 第一个晶片的偏移
（x1） 楔块常用的材料是一
种专利材料Rexolite
缺点
探头制造复杂，国内目前不能制作 探头一般尺寸较大，受现场条件限制 对检测人员要求高 并不能解决所有问题，也不是进行一次扫
查就能发现所有缺陷
相控阵探头
相控阵探头是一种晶片的激发时间可以单 独调节，以控制声束轴线和焦点等参数的 晶片阵列。根据晶片阵列型式不同，主要 有1维线性阵列，2维线性阵列， 1维环形 阵列，2维环形阵列四种形式。
波束的形成原理
常规波束形成
常规UT探头角度偏转（发射）： －根据惠更斯原理产生超声波束 －在发射过程中斜楔块引入适当的延迟，产生一
个带角度波束。
斜波束
常规波束形成
常规UT探头控制波束（接收） －根据惠更斯原理楔块内产生波束 －在接收过程中斜楔块引入延迟，使“同相位”的
波前同时撞击到压电晶片。
合成探头技术
PA探头基于合成技术， 从合成探头获得的信噪比 比压电陶瓷材料高10-30dB。
压电合成探头使用薄陶瓷棒放在聚合体内而制成。
合成探头技术
一个薄金属层放在压电合成体上。在这个 金属层内设计的晶片确保压电材料统一激 发。
探头制造：外壳
探头的结构与常规探 头相似
声匹配 压电合成体 填充材料 多达128个共轴电线
信号发射（触发）和接收（回波）注入时 间延时来实现的。 任何用于缺陷检测和测量的UT技术都可用 相控阵探头完成