机载预警雷达天线发展趋势及关键技术

综合性预警探测多功能一体化系统是下一代机载预警雷达的一种必然趋势,它要求天线阵面具备多功能、与平台一体化的特征,实现超宽带、多频段性能,并能在硬件资源上支撑数字智能化的系统体系架构。文中首先分析了机载预警雷达天线阵面的发展趋势和国内外研究现状,继而分析了目前机载预警雷达天线系统的关键技术,阐述了相应的技术实施途径和核心问题,提出部分解决方案。     

相控阵雷达机电一体化与机电耦合

简要介绍了美国末段高空区域防御系统(THAAD)的组成和工作模式,详细分析了其中的固态有源相控阵雷达(SAPR)的功能和技术特点, 阐述了机电一体化(mechatronics)和机电耦合(MEC)的基本概念.作为智能化程度较高的复杂军用电子装备, THAAD和SAPR的设计和研制应以机电一体化理念为指导并充分考虑机电耦合效应.最后, 讨论了SAPR机电耦合的框架性问题,给出了在机载相控阵雷达平板天线考虑机电耦合一体化设计方面取得的阶段性成果.     

反射板型4L圆环天线的改进设计

文中介绍了一种反射板型4L圆环天线的改进设计方法,这种天线是串联连接一波长环形式的天线,该设计方法与以往设计相比较更能有效地展宽天线带宽,增加天线的强度和可靠性,其优点是:天线馈电点少、调试方便、结构简单,性能稳定可靠,多面组合时可实现任意的水平方向性.     

基于口径场变换的相控阵天线加权系数修正方法

提出了一种基于口径场变换的阵列加权补偿技术,该补偿技术利用仿真或测试的方向图数据,反演等效激励数据,迭代逼近理想的激励数据,进一步修正天线阵列的加权系数,从而获得理想的低副瓣方向图性能.以一个16元八木天线相控阵为例,由于采用多种规格的天线单元,单元方向图增益差异较大,影响合成方向图性能,而通过应用该方法修正后,天线性能接近设计值.仿真结果和近场测试结果进一步验证了该方法的准确性.     

0.3 THz紧凑型反射面天线

介绍了一部工作在0.3 THz的紧凑型高增益反射面天线。该天线包括馈源喇叭、分光片以及反射面三个部分,天线的组成部件集成在一块底板之上,底板尺寸为19.4 cm×16.8 cm。首先,通过理论设计确定天线各个组成部分参数和布局;进而,通过精密机加工手段得到一体化的天线样机;最终,利用平面近场测试系统完成方向图测试。测试结果表明,天线增益大于40 dB,副瓣低于-10 dB,从而在紧凑空间内实现太赫兹高增益天线。     

天线增益远场测试及标定

文中提出了改进的Friis传输公式,据此得到天线增益远场测试5种方法的工程处理公式。分析指出,其中"比较法,,测量天线增益不需要考虑测试馈线的插入损耗和提供收、发天线的间距,便于工程应用。最后,以3种方法计算5种规格角锥喇叭增益的理论曲线,给出了标准增益喇叭正确设计和精确标定的建议。     

平板裂缝天线阻抗匹配的广义匹配方程

阻抗匹配设计是平板裂缝天线设计中需要重点考虑的问题,主要包含辐射缝和耦合缝两部分的阻抗匹配.文中采用阻抗变换器的理论,将辐射缝匹配和耦合缝匹配设计统一考虑,给出了阻抗匹配的广义匹配方程.运用广义匹配方程可以适当调整辐射缝使之收敛而不需要修改耦合缝的设计参数.     

高集成层积阵列天线设计

针对三维层积高集成有源阵列天线辐射单元进行了研究。文中采用包括多谐振模式、宽角阻抗匹配、改进型馈电等措施的多种扩频方式对平面贴片辐射单元进行优化设计,提出了一种高集成层积阵列天线形式。其低剖面、轻量化、高性能的特性满足了下一代高集成有源相控阵天线阵列的发展要求,具有较好的应用前景。     

不对称脊波导宽边中心裂缝天线的设计

介绍了 ２８ 单元不对称脊波导宽边中心裂缝阵列天线的设计过程和试验结果。     

平板裂缝天线子阵形变后的方向图分析

子阵方向图对平板裂缝天线的工作性能有着重要的影响。本文给出了常用的子阵设计方法,并针对可能出现的形变,提出了从单元位移和幅相的变化来分析子阵形变后的方向图的方法,分析结果表明:位移主要对主瓣宽度的影响较大,而幅相的变化主要对副瓣的影响较大。文中讨论、分析了子阵在不同形变情况下的方向图主瓣宽度、副瓣电平等性能,并给出了相应的理论结果和仿真结果。