柔性共形阵天线技术应用案例

背景介绍

共形阵天线是和载体外形保持一致的天线阵，即将天线阵面与载体外形“共形”，增强了适应性，相对于平面阵天线有很大的优势。其中，柔性共形阵天线是更先进的一种共形阵天线技术，不仅可以和任意曲面共形，能够随着外形变化进行动态调整适应而且对于飞行器因气动、冷热等引起的振动和外形变化具有更好的适应性。

柔性共形阵天线技术在通信、雷达、航空航天等领域具有广泛的应用前景，可以提高系统的性能和可靠性，推动无线通信技术的发展。

柔性共形阵天线系统

工作原理

柔性共形阵天线技术是一种利用柔性材料制造的天线技术，柔性共形阵天线的工作原理基于柔性材料的特性和天线阵列的设计，通过控制电路中的信号相位和幅度，可以实现对每个天线单元的独立控制。通过柔性共形阵天线技术，可以实现信号的聚焦、波束调整和指向性辐射，提高信号传输的效率和覆盖范围。

相对于传统的线阵或是面阵，共形阵列天线需要依附在共形载体之上。当共形载体在实际应用中发生振动变形时会对天线性能产生极大的影响，并导致一些常见的DOA估计算法以及波束形成算法失效。为保障共形天线在实际工程中能正常工作，需要对阵列天线的形变影响有深入了解，分析阵列发生形变后阵元天线参数和阵列方向图的变化，分析DOA估计算法在阵列产生形变时的估计误差，以及采取可行的方案对阵列形变误差进行补偿校正。

暗室测试 

技术核心

我司自主研发的基于PCIe平台的宽带信号采集系统，可以实现宽带射频信号采集、下变频、多通道中频雷达宽带信号采集、传输、存储等功能的一套系统。信号宽带3GHz±160MHz射频信号，经过下变频模块SC5308A处理，产生250MHz±160MHz的中频信号。再通过8通道每通道1GSPS中频采集模块QT7136*2+QT7021L采集，经过FPGA DDC下变频处理模块处理，中频信号到基带IQ信号，基带速率500MSPS，经过DMA控制，最终通过PCIe x8 3.0接口传输到上位机，进行显示、处理、存储等。系统整体框架如下。

随着天线行业快速发展，相关的配套也面临着不断迭代的要求，特别是在军用领域，对接收信号的幅值要求严苛，甚至达到噪声水平。我司自主研发的高速采集设备基于行业需要，通过模拟前端对输入信号进行滤波，放大，选用高分辨率ADC芯片进行信号采集，在低幅值信号采集表现优秀。系统原理框图如下。

成效展示

该柔性共形阵天线系统共8个子阵，分别为左边子阵1、2，中间子阵3、4、5、6，右边子阵列7、8，如下图所示。

全子阵测试

幅度相位参数如下图

输出信号频谱仪显示：

坤驰自研板卡采集显示：

左为时域图，右为频域图

两子阵（子阵1、2）测试

幅度相位参数如下图

输出信号频谱仪显示：

坤驰自研板卡采集显示：

左为时域图，右为频域图

应用扩展

将目标信号采集存储后，应对信号进行分析处理。我司提供专业的信号处理技术，可灵活部署至片上处理或后端软件处理，可针对不同种类的信号按照不同需求进行处理。