相控阵天线

一、引言 本杂志“技术展望”栏刊载“电子扫描天线”一文是在1970年8月。当时,美国广泛采用“相控阵天线”(phased arrayantenna)这个术语,而在日本还没有适当的译名,所以曾使用过“电子扫描天线”一词。十年后的今天,使用“相控阵天线”一词已经完全定下来。这说明,相控阵天线的研究,在日本也很活跃。此外,本栏还做了这样的展望和预测:“预计今后这种天线将有     

单片相控阵天线结构的比较

本文研究单片相控阵天线的各种可能结构及其优缺点。所研究的问题包括带宽、最大扫描范围、馈电方法、衬底的实际状况和工艺性。     

用线性系统理论分析相控阵天线

相控阵天线是一离散阵,它的波束控制采用了数字移相器。因所用的字长有限,必然对天线的性能有影响。本文用线性系统中的采样定理导出了阵元间距的约束条件,用付氏变换理论,计算出在有限字长时,对天线性能的影响,并在空间馈电的情形下,导出了方向图锐化等效于时域中脉冲压缩。     

相控阵天线和自适应天线的最近进展

引言 阵列天线正在两个并行但互有联系的方面发展着,这两方面是电扫(相控)阵列天线和自适应(归零)阵列天线。本文评述了最近几年这两方面的重要进展并略为论述一些发展的前景。象这样的一篇评述不可能详尽和深入,但因所引用的参考文献是在可采用的文献中最有价值的,如作详细研究,这     

相控阵天线的聚焦法

本文给出了相位量化后的相控阵聚焦方向图公式,讨论了影响聚焦性能的各种因素。用线阵进行了聚焦方向图和远区方向图的测试,并进行比较,两者相当符合。我们还对聚焦方向图与不聚焦方向图进行了测试。它表明改变相位分布可控制相控阵波束形状。     

结构误差对阵列天线极化特性的影响分析

研究了阵列天线阵面变形导致的单元极化差异对天线辐射性能的影响。基于变形后单元的位置,通过3次坐标转换,建立了阵列天线全局球坐标系旋转变换到任意指向单元局部球坐标系的一般步骤,以得到单元在全局坐标系下的极化方向图,并在远场叠加的过程中考虑了单元位置误差的影响。通过对9×5元面阵的数值仿真,得到了可供工程参考的结论。     

相控阵天线“盲点”导纳的数字分析

本文借助计算机,找到了相控阵天线方向图凹陷92分贝的盲点,其对应电导小到3×10~(-9)。从而以数字结果验证了文献[3]有关盲点机理的结论。文中给出了三角栅格H平面扫描情况下导纳变化的生动景象,讨论了在不同扫描角求导纳时应选取的波导模数目。并且发现盲点位置与所取波导模数目有关;还指出了文献[7]关于这一问题论述的局限性。本文所用互导纳公式物理概念清晰,矢量模函数Fourier变换简明,最后在附录里给出了用ALGOL-60语言对导纳公式编制的源程序。     

导引头共形相控阵天线新技术

研究了导引头天线新的发展方向-导引头共形相控阵天线。详细讨论了导引头共性相控阵实现的可能性,探讨了导引头共形相控阵天线的分析方法和综合方法,指出在导引头上应用共形相控阵不但能从根本上解决机械扫描天线的局限性,大大提高其扫描速度、扫描范围,而且在隐身、抗电子干扰、远距离目标跟踪、自我防御等方面也具有不可替代的优势。     

星载天线在轨热变形多因素影响仿真分析

热分析技术是星载天线设计工作中的关键技术,以一个抛物面天线为例,通过研究其在宇宙空间中的热平衡关系,依据热弹性理论运用热分析软件并结合正交试验法进行仿真计算,分析了影响星载天线温度场和型面均方根误差的主要因素,分析结果对节约大量的试验费用和提高可靠性具有重要的指导意义。     

带透镜的相控阵天线的辐射特性

1.引言 在一个平面相控阵上扣上一个透镜,这样一种带透镜的相控阵,最近引起人们的兴趣。这种带透镜的相控阵天线利用一个平面相控阵和一个透镜进行半球或大于半球的空域扫描,因此在价格上,比以前用三个     

Analysis of electrical performances of planar active phased array antennas with distorted array plane

The influence of the distorted plane of the active phased array antenna on the electromagnetic performance is of great significance to the research on and development of the high-performance antennas. On the bent and bowl-shape distortion, the model is established of the relationship between the electromagnetic performance and the position error of the radiated elements. The method is presented of analyzing the far-field pattern of the distorted rectangular active phased array antenna. The analysis results of a planar phased array antenna with different distortions grades prove the validity of the model. Therefore, by the method, the antenna designers may set the reasonable requirement on the structural tolerance in manufacturing antenna.     

基于单元位置误差的有源相控阵天线辐射和散射性能综合分析

针对有源相控阵天线雷达散射截面积(radar cross section, RCS)计算复杂,及天线单元位置误差对其RCS的影响难以估计的问题,基于天线单元的相位误差分析,建立了有源相控阵天线的结构与散射阵因子耦合模型,极大简化了有源相控阵天线RCS计算的复杂度,并在此基础上研究了天线单元位置误差对增益及RCS的综合影响。结果表明,合理降低天线单元的位置精度可以抑制有源相控阵天线的RCS。工程人员可基于此权衡辐射和散射性能,适当放宽有源相控阵天线加工及安装公差,在保证天线综合性能前提下有效减轻加工难度,降低加工成本。     

制导武器共形天线阵列的配置方式

针对制导武器共形相控阵天线阵列形成特定波束指向的方向图特性问题,讨论了几种共形天线阵列的配置方式。首先建立棱锥阵列和圆锥阵列的几何模型,再分别就棱锥阵列和圆锥阵列讨论天线单元的不同配置方式,并建立各自的天线方向图函数和方向性增益函数。通过比较各种阵列配置方式下的天线方向图副瓣特性及共形天线阵列的方向性增益,综合选取副瓣最小和方向性增益最高的制导武器共形天线阵列的最优配置方式。仿真结果表明,在同等参数配置条件下的圆极化圆锥矩形栅格阵列可以作为制导武器共形天线阵列的最优配置方式。     

平台相控阵导引头寄生回路和制导性能分析

结合雷达相控阵波束控制原理和平台导引头稳定跟踪技术,完成了基于平台角速度前馈解耦的平台相控阵导引头(phased array seeker with platform, PASP)控制系统建模。根据前馈信号提取点的不同,完成了相应的隔离度传函与寄生回路稳定性研究。研究表明,与捷联结构相比,采用平台稳定结构能大大提高相控阵导引头的隔离度水平;采用稳定平台角速率陀螺输出作为相控阵前馈信息能够保证隔离度寄生回路具有较大的稳定域。考虑典型随机干扰,利用伴随法,完成了隔离度寄生回路对制导系统的影响研究。仿真结果表明,采用平台相控阵结构,利用角速率陀螺前馈的导引头方案能够有效抑制隔离度寄生回路对末制导系统的影响,获得较好的制导精度,与寄生回路稳定性分析的结果吻合。     

独立分量分析在相控阵雷达信号检测中的应用

相控阵雷达工作的环境日益复杂,分析了干扰、杂波环境下相控阵雷达接收信号的盲可辨识性,建立了目标信号的盲分离模型,在此基础上提出了小波变换与独立分量分析方法相结合检测目标的算法。该算法首先使用小波变换对相控阵雷达接收的回波信号作消噪处理,提高目标信号的信噪比,然后使用独立分量分析方法对源信号进行分离,提取相控阵雷达接收回波中的目标信号。仿真结果验证了算法的有效性。     

重叠子阵平面相控阵ADBF的方向图控制

提出了二维子阵级ADBF的信号模型,适用于任意的平面相控阵。研究了基于失配最优检测器的二维子阵级ADBF,它是对常规二维子阵级ADBF的一种修正,通过引入一个失配的导向向量,可对方向图进行有效的控制。该方法在无干扰时可得到所希望的静态方向图,因而解决了ADBF在自适应与非自适应工作模式之间的转换问题;而在存在干扰的情况下,与常规方法相比,明显改善了旁瓣电平。基于失配最优检测器的方法对重叠子阵和非重叠子阵均适用,克服了基于归一化的方法只适用于非重叠子阵的局限性。仿真结果证明了所提出方法的有效性。     

K波段双圆极化波导阵列天线设计

传统的双极化波导缝隙天线阵每种极化方式交叉极化较差,极化端口隔离度不高,尤其实现共口径辐射难度较大。介绍了一种K波段双圆极化波导阵列天线设计方法, 重点讨论了高效率共口径双极化辐射单元、宽带圆极化器、低损耗波导馈电网络。利用仿真软件进行了优化仿真分析,在此基础上研制了样件,对其电性能进行了测量。测试结果表明,此双圆极化波导阵列天线具有效率高、轴比带宽宽、隔离度高等特点。     

相控阵雷达系统分布式仿真

基于先进的分布式仿真平台进行相控阵雷达的建模仿真,已成为目前雷达仿真的必然趋势。在研究了相控阵雷达系统相干视频信号仿真以及高层体系结构(HLA)时间管理的基础上,提出了基于HLA/RTI的分布式仿真中相控阵雷达仿真方法,并对雷达系统的时间推进进行了改进,最后给出了改进前后的仿真运行时间结果,证明所提出的改进方法能有效地提高系统的运行效率。