地面相控阵雷达天线阵面精度保证技术综述与展望

天线阵面精度保证技术是实现地面相控阵雷达系统性能稳定可靠的关键技术之一。本文着力于装备研制和使用的全生命周期，分析了天线阵面设计仿真、制造过程精度实现、静态精度测量调整、以及动态精度监测补偿等全流程的核心技术应用现状，最后展望了该技术的未来发展方向。本文将为地面相控阵雷达天线阵面精度保证技术的深入研究和工程应用提供新的思路和有益借鉴。     

过程集成技术在相控阵天线研制中的应用

通过对设计制造／测试／验证一体化系统的介绍，简要阐述了采用协同工作平台、信息集成接口、流程优化等方法实现过程集成的途径，叙述了过程集成技术在相控阵雷达天线阵面研制中发挥的作用．     

CAX一体化技术在相控阵雷达研制中的应用

通过对相控阵雷达天线阵面系统研制过程的分析,找出了影响研制效率的主要问题;应用CAX及其一体化技术,解决了天线性能仿真、协同工作平台建立、信息集成接口等关键技术问题,并简要介绍了相控阵雷达的一体化研制过程的实现情况.     

大型相控阵雷达阵面结构设计研究

对国内外地面大型相控阵雷达阵面结构设计相关要求和结构形态进行概述,并针对某大型固定站相控阵雷达阵面结构体型大、安装精度要求高、动态变形要求高、阵面设备多、施工条件受限等具体工程特点,综合系统造型、结构刚强度及安全性、阵面精度保证,以及现场施工特性等因素,基于钢结构体系开展阵面结构设计,对大型天线阵面结构研制流程,以及大型钢结构天线骨架主要设计环节的实现方法进行了阐述,在保证刚强度和精度指标的同时,实现简约式造型和全组装架设。     

大型相控阵雷达天线阵面的任务可靠性设计

大型相控阵雷达的天线阵面系统复杂,故障模式多样,各模式对雷达工作的影响程度也不同。针对这些特点,文中采用了基于任务可靠性的可靠性预计。同时,通过表决冗余及开展定期检修的方式,来确保天线阵面设备及系统的高任务可靠性。推导了各种典型任务剖面的可靠性数学模型,建立了任务可靠性模型,并对雷达天线阵面进行了可靠性预计,从而为大型相控阵雷达天线阵面的高任务可靠性设计提供了理论依据和技术方法。     

一种相控阵雷达的收发通道监测方法

相控阵天线阵面的收发通道监测在阵面的测试和工作过程中有重要作用,通过监测可发现天线阵面中存在异常的通道,从而可以避免故障通道影响天线阵面的性能。本文仿真了收发通道中幅度相位误差对天线方向图的影响,给出了相控阵雷达收发通道的常规监测方法,外监测法和内监测法。在某雷达上设计实现了一种基于内监测法的收发通道监测方法,并验证了其有效性。     

L频段共形相控阵天线研制

为满足机载系统的需要,给出了共形相控阵天线的分析和设计过程,同时研制了一种高度仅为0.14波长的准八木天线单元。利用三维电磁仿真软件HFSS对天线单元和共形相控阵进行了仿真设计,并研制了一套L频段共形相控阵天线。该天线由天线阵面、波束形成网络和波控器等构成。天线阵面由4个天线单元组成,共形安装在机头上。经实际测试,共形相控阵天线阵面的和波束在扫描范围内增益大于10 dBi,并具有较低的副瓣电平;差波束零深小于-20 dB。     

相控阵弹道测量雷达的结构设计

测量精度和机动性是机动式空馈相控阵弹道测量雷达的核心技术，而天线结构、馈源安装标定等是该类雷达结构设计的技术难点。本文以某相控阵弹道测量雷达为例．从测量精度与机动性的矛盾、天线阵面及内部单元的设计、天线热设计、馈源安装及标定、雷达方位标定等方面．介绍了该类雷达结构设计中的关键技术和解决办法。     

大型相控阵雷达天线阵面视情维修优化模型

针对大型相控阵雷达天线阵面维修保障特点,提出了一种视情维修策略。当天线阵面中故障部件总数达到一定数量后,装备停机并开始换件维修。以天线阵面使用可用度为约束条件,以期望维修费用率最低为优化目标,建立了大型相控阵雷达天线阵面视情维修优化模型,并提出了一种求解最佳视情维修阈值和最佳换件维修人数的数值迭代算法。最后,通过具体实例验证了模型与算法的可行性。该模型可为大型相控阵雷达预防性维修决策提供理论依据。     

数字相控阵天线阵面的暗室测试方法研究

文中对数字相控阵天线阵面的暗室测试方法进行了研究,阐述了数字相控阵天线阵面的基本工作原理,针对其对测试系统的同步要求,以及不同时刻采样数据的相参要求,提出了专门的测试方法,并搭建了一套测试系统,通过对天线阵面样机的试验,验证了测试方法的正确性和准确度,为数字相控阵雷达天线阵面测试技术的发展提供了技术支持。     

轻薄化天线阵面架构技术研究

新的作战样式出现和平台多功能一体化的发展趋势,对传统的雷达、电子战、通信装备构成了巨大挑战,也对其中的天线阵面提出了更高的技术要求。来自于需求的牵引和新技术的推动,天线阵面技术得到飞速发展,轻薄化为重要的发展方向之一,其中架构设计是决定阵面形态和性能的关键环节。文章从架构特点、技术途径和路线、关键技术、发展趋势这几个方面阐述了轻薄化天线阵面的技术现状和阵面架构设计中所采用的基本思路和研究方法,为技术的工程实现提供参考。轻薄化天线阵面未来还将呈现智能化、数字化、模块化、网络化的特征。     

一种相控阵天线的布线设计

相控阵天线的布线设计，一直是相控阵天线的设计关键，布线方案的成功与否将直接影响雷达的可靠性指标及维修性指标。文中从一种相控阵天线的方案着手，在狭小的尺寸空间内进行布线，采取了多级导向盲插的方法改善相控阵天线的维修性，并详细介绍了设计过程及步骤。     

一种多功能宽带双极化相控阵天线研究

本文介绍了一种双极化天线实现宽带相控阵的设计方法和仿真结果。这种多功能宽带相控阵雷达可以灵活地切换于多种工作模式, 覆盖更多的雷达频段,双极化可以增强雷达的抗干扰能力,具有广泛的应用价值,成为相控阵雷达发展的重要方向。     

某大型相控阵雷达天线骨架结构设计

近年来国内大型相控阵雷达技术得到长足的发展,天线骨架作为天线单元及大量电子设备的结构载体,对其安装精度、阵面变形、结构强度等技术指标提出高质量要求。本文以某大型相控阵雷达天线骨架结构设计为例,详细阐述了结构设计中的相关思路和方法。根据天线骨架的结构布局方式,对骨架分块、拼装精度、连接强度和阵面精度进行了详细分析,保证天线骨架长途运输、精度指标和结构安全性等要求。最后通过力学仿真、试验测量与理论分析相互验证,证实了天线骨架结构设计的合理性。     

机载相控阵雷达天线阵的可靠性新模型

影响机载相控阵雷达下视能力的一个重要指标是天线的超低副瓣特性。在传统的机载相控阵雷达天线的可靠性设计中是对n中取女的表决模型冗余量进行压缩，该方法没有考虑失效T／R组件的分布位置对天线超低副瓣性能的影响。通过数学归纳法建立了在收发组件失效分布约束奢件下，机载相控阵雷达天线阵的可靠性数学模型。该模型的正确性经过了仿真验证。通过实例比较说明了传统可靠性设计方法可能带来的工程设计风险。该模型可用来指导机载相控阵天线的可靠性设计。     

相控阵雷达高速布相的设计与实现

随着相控阵雷达技术的发展，对波控系统的要求越来越高，特别是大尺寸天线阵面波束的快速扫描问题。本文介绍了应用双口RAM对阵面所有单元实现高速布相的方法。     

一种毫米波相控阵雷达的天线单元

毫米波相控阵天线兼具有毫米波的优点与相控阵多功能等优势,并以其特有的技术特点,非常适合于小型化平台 的集成应用。本文提出一种具有宽扫描角的毫米波天线单元。在单元设计优化时,利用HFSS对其互耦影响和扫描盲角 效应进行了充足的考虑。天线单元组阵后,阵列辐射特性的实测结果与理论设计值具有很好的一致性。证明其非常适合 于一维、二维毫米波相控阵天线的组阵使用。     

相控阵雷达与光控相控阵雷达

对在国际军备竞争中占据了重要地位的雷达作了全面的概述。针对传统机械扫描雷达扫描速度缓慢、精度低、可靠性不高等缺点引出了当今研究热点相控阵雷达，阐述了其工作原理及优缺点，并指出随着现代国际形势的发展传统相控阵雷达所暴露出的无法适应宽带宽需求的缺陷。在此情况下光控相控阵雷达应运而生，描述了光控相控阵雷达中的关键技术-光学真延时技术的原理，归纳了光学真延时技术的各种实现方案，并简述了国际上光控相控阵雷达的发展历程。     

某型地基相控阵天线指向系统性误差分析

相控阵天线的指向精度决定着雷达系统对目标的探测精度,甚至会影响跟踪、截获目标的成败。以一种地基相控阵天线为例,详细分析了机电混合扫描天线的指向系统性误差来源：1)热形变导致的单元间距误差,2)空气折射,3)伺服机械转动误差,4)天线内部温度场变化等。从理论上分析了上述因素对天线指向精度的影响,并提出了完整的远场误差校准方法和误差修正流程。试验结果表明,误差来源分析准确,所提出的校准方法可以明显改善天线指向精度,从而提高雷达系统跟踪精度和威力,对于地基乃至移动平台相控阵天线的设计与应用具有重要的参考价值。