文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
宽带相控阵天线设计的研究与探讨
姓名:刘成田
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:许家栋
20050301
西北工业大学硕士学位论文宽带相控阵天线设计的研究与探讨
摘要
宽带相控阵是适应未来战争需要和国民经济发展的新型高性能雷达,在目标
成像、分类识别、低仰角跟踪以及反干扰,对付反辐射导弹等方面都有十分重要
的作用。本文首先就宽带雷达普遍面临的信号产生、系统的失真和均衡进行了简
要的阐述,然后着重针对宽带相控阵雷达实现过程中需要克服天线孔径效应与孔
径渡越时间的限制,分阵元和阵列技术两个方面进行改善,提出了采用粗振子、
微带贴片天线实现宽带阵元和子阵分割、时延补偿的宽带阵列技术措施。指出宽
带相控圆阵天线在实现雷达的宽带性能方面具有无与仑比的优越性,并就天线单
元之间的互祸和扫描波位的优化进行了必要的说明,最后就目前先进雷达、宽带
相控阵雷达中采用的光纤延迟线、光电子技术进行了论述,指出在未来雷达发展
中,光控相控阵由于具备独特的优势,必将备受青睐,成为雷达发展的主流,并
对研制新一代的高性能雷达产生深远的影响。
关键词相控阵,瞬时带宽,实时延迟线,互,光电子技术
两北工业大学硕士学位论文宽带相控阵天线设计的研究与探讨
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西北工业大学硕七学位论文宽带相控阵天线设计的研究与探讨
第一章绪论
雷达在国防建设及国民经济建设中起着十分重要的作用,现代的先进雷达系
统不仅常常需要搜索、发现、捕获与跟踪目标,而且常常需要提取这些目标的更
为详尽的信息,除了目标的坐标位置即距离、方位、仰角外,还有速度,加
速度。目标回波起伏特性和极化特性等。相控阵雷达正是在此基础上研制和开发
出来的综合多种技术来满足特定战术要求的一种新型雷达,它具有观察空域广,
测量精度高,天线扫描速度快,可处理多目标等特点。目前,已成为雷达发展的
主流。
相控阵雷达概述
相控阵天线是利用各辐射单元的相位变化来控制波束扫描的一种电扫描天
线,整个天线系统由成千上万的天线单元按一定的顺序排列而成,每一个天线单
元带有一个可控移相器或由移相器和衰减器组成的幅相调节器,因而天线口径的
照射函数在计算机的控制下可以高速变化,具有很大的灵活性。相控阵天线的波
束转换时间取决于移相器中开关元件的开关时间和波束控制信号的形成、传输与
转换时间。一般来说,可以在若干微秒中完成,所以可以认为波束扫描是无惯性
的。它具有辐射功率大能迅速、灵敏而又准确地进行波束指向能同时在指
定的空间中搜索、识别和跟踪多个目标,且稳定性、可靠性高,对目标的捕获率
大等优点。
相控阵雷达带宽△与天线口径关系的表达式为
鱿一
其中已为主瓣波束的宽度,已二刀为天线口径。由式可
知,天线口径较大时,雷达带宽很小,而口径较小时。带宽则可以很大。所以对
于小孔径天线,可以直接使用移相器但对于大孔径天线系统,为了实现对远距
离、多批次、小目标的观测,必须将天线系统分成许多个小的子阵面,在子阵级
别上采用实时延迟技术才能够保证足够的带宽。
实时延迟技术是在把微波信号馈送到各个辐射单元时,由延时网络控制信号
西北工业大学硕七学位论文宽带相控阵天线设计的研究与探讨
第一章绪论
雷达在国防建设及国民经济建设中起着十分重要的作用,现代的先进雷达系
统不仅常常需要搜索、发现、捕获与跟踪目标,而且常常需要提取这些目标的更
为详尽的信息,除了目标的坐标位置即距离、方位、仰角外,还有速度,加
速度。目标回波起伏特性和极化特性等。相控阵雷达正是在此基础上研制和开发
出来的综合多种技术来满足特定战术要求的一种新型雷达,它具有观察空域广,
测量精度高,天线扫描速度快,可处理多目标等特点。目前,已成为雷达发展的
主流。
相控阵雷达概述
相控阵天线是利用各辐射单元的相位变化来控制波束扫描的一种电扫描天
线,整个天线系统由成千上万的天线单元按一定的顺序排列而成,每一个天线单
元带有一个可控移相器或由移相器和衰减器组成的幅相调节器,因而天线口径的
照射函数在计算机的控制下可以高速变化,具有很大的灵活性。相控阵天线的波
束转换时间取决于移相器中开关元件的开关时间和波束控制信号的形成、传输与
转换时间。一般来说,可以在若干微秒中完成,所以可以认为波束扫描是无惯性
的。它具有辐射功率大能迅速、灵敏而又准确地进行波束指向能同时在指
定的空间中搜索、识别和跟踪多个目标,且稳定性、可靠性高,对目标的