相控天线2

第一章 相控天线的阵元或子阵都接有模拟或数字式移相器，还设有高功率发射放大器和低噪声接收放大器时，就是固态有源相控阵。 T-R组件、阵列单元、馈电网络、移相器和波控机是有源相控阵天线五个基本组成部分，相控阵天线发布波束形状改变和波束扫描的是波控机，相控阵天线工作时，波控机通过预先设定的指令代码控制连接阵元或子阵的移相器，使移相器按规定的指令实施相移，阵列孔径在瞬间形成新的相位波前，从而实现波束无惯性扫描和形状的改变。 波束特定形状和指向的获得是相控阵天线通过波控机和馈电网络使阵元的激励复电流受控的结果。 相控阵阵元可以用不等功率激励，以降低旁瓣或满足旁瓣赋形要求，旁瓣降低同时也展宽了主瓣，波瓣赋形也会使孔径效率下降 阵元间距过大，阵列天线扫描时的辐射场，除主瓣以外在其他方向产生同相叠加形成的辐射瓣称为栅瓣。相控阵天线工作时，孔径上阵元的移相器只设置中心频率的相移指令码 移相器提供的移相值原则上不随频率而变。，其中为相对带宽只半，信号频率发生相对变化时，会引起天线波束指向的偏移，这个现象称为相控阵天线的“孔径效应”相控天线通过程控移相器，改变阵元或子阵的馈电电流相位，使阵列孔径形成新的等相面，改变波束指向，而天线本身不作机械运动相位量化误差决定于数字移相器位数。若数字移相器位数的位数为m，最小移相值为，对于所需的任意移相值，移相器能调整到所需的任意移相值，能调整到希望数值的剩余误差方向性D是天线最重要的性能指标之一，是天线在给定方向辐射强度与全空域平均辐射强度之比天线孔径有均匀照射或激励时，孔径法向方向性为第二章方向图是表征天线产生电磁场及其能量空间分布的一个性能参量，天线方向图通常在直角坐标系或极坐标系上以归一化的形式用对数绘制当附近有金属和介质体时，天线上的电流会受到临近阵元的影响会与该阵元孤立存在于自由空间时大不一样，这就是阵元的互偶效应。天线方向图的波瓣宽度是包括主瓣最大值的特定截面中，辐射强度为最大值一半的两个方向之间的夹角，包含最大值得截面可以是E面、H面或水平面、垂直面。因而在这些平面中可以定义相应的波瓣宽度。跟踪雷达要求天线有波瓣宽度较窄的笔形波束，而搜索雷达需要天线在垂直面和水平面波瓣宽度为一宽一窄的扇形波束，而用于侦察干扰设备的天线方向图应具备水平面为无方向性而垂直面又较窄的椭球形天线的带宽与任何无线电子设备中的器件、部件或系统一样，是指性能参数满足技术要求时的工作频率范围。相控天线与普通阵列天线的本质差别在于前者的每个阵元都接有移相器，通过程控移相器，改变阵元或子阵的馈电电流相位，使阵列孔径形成新的等相面，改变波束指向，而天线本身不作机械运动。第三章 线阵方向图通用综合方式有：Fourier法、Schelkunoff法、Woodward法低旁瓣天线可以定义为最高旁瓣电平低于主瓣30dB的天线，为了减小雷达和通信的虚警概率，抑制雷达的杂波和干扰，希望天线做到低旁瓣。天线阵波瓣赋形的方法：1阵元激励振幅和相位同时调整即复数加权，得到不对称的波瓣图2阵元激励幅度改变，仅振幅加权，得到对称的波瓣图3阵元激励相位改变得到不对称的波瓣图第四章 平面阵综合是最自然的推广线阵的方法，综合一个矩形阵列可用分离口径法矩形口径综合 Chebyshev环形旁瓣综合法，此方法可以推广到平面阵，条件是阵列中的行数必须和列数相等，设口径上有连续的电流分布，则方向图可以写为为了降低旁瓣电平，Taylor把线源的综合方法推广到圆口径，波瓣中前n-1个旁瓣的电平接近相等，而后的旁瓣则逐渐降低Hansen分布 把圆口径均匀分布的波瓣的近主瓣零点移位，借助于圆口径均匀分布的方向图得参数空间因子 方向性天线的发射阵追求方向性的最大值接受阵追求信噪比的最大值第五章阵列单元计算对称阵子辐射场的空间分布，可以把阵子看成由无限多个电流元组成，其中为阵子电流的分布函数 雷达天线的方向图要求单叶或单方向性，自由空间中的阵子具有多方向性，不满足雷达需要，阵子后置一金属平面就有可能使方向图成单向性。 互阻抗的物理意义是，第pq号阵元输入单位电流，与在mn号阵元上感应产生的电压之比的倒数，阵元的自阻抗与孤立时的输入阻抗是不同的，但在实际阵列中，大多数阵元的自阻抗与自由空间的输入阻抗间的差别不大 开口波导辐射器口面存在较大的反射，除了主模还有高次模和绕射效应，开口波导辐射的波瓣宽度很宽，且可变化范围小，可在波导截面与辐射面之间加一渐变的过渡节第六章互偶研究的不同方法要求有不同的激励，阻抗法研究互偶时要求强迫激励即常电压或常电流激励，而散射法则要求自由激励第七章相控阵天线波束扫描依靠的是雷达馈电系统中大量的移相器，因此移相器是关键器件，控制移相器电路也是一个重要的电路。强制馈电系统中一般采用波导、同轴线、板线、微带线等传输线实现功率分配与功率相加 并联馈电是相控阵天线乃至一般阵列天线的主流馈电方式N个阵元组成的相控天线，发射时信号经1：N的功率分配网络加权地送至每个阵元，接收时N个阵元收到的信号经N：1的功率合成网络合成，加权的送至接收机，从发射机到每一个阵元以及每一个阵元到接收机之间的N个信号通道均为并联通道，各传输通道的馈线的电长度应一致，他们的损耗和相位差应在允许的范围内。 串联馈电多用于频扫天线，串联