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。     

相控阵和雷达技术的突破

许多人认为雷达是一个成熟的领域,不会发生任何新的变化,这种看法存在很久了,没有比这个看法更错误的了。当我1950年参与到雷达领域的时候,我也有过同样的看法,例如,我认为麻省理工学院的雷达丛书已经是包罗万象了,不需要增加任何新的内容。然而我是多么的错啊,从那时起雷达技术领域中已经发生了许多令人眼花嘹乱的发展,雷达一直受益于Moore′s定律和许多新的技术上的成果,例如,MMICGaAsT/R组件和相控阵组件。现在雷达技术发展得更快了,在这篇文章里,我将给出某些最近突破的例子,所要提到的主题在图1中示出。     

俄罗斯兆瓦级毫米波相控阵雷达

本介绍俄罗斯的一种多兆瓦级雷达“Ruza”，其天线由机械驱动，是一种大型的毫米小控阵天线。     

毫米波有源相控阵雷达波束控制系统的设计与应用

介绍了相控阵雷达波束控制系统的基本原理,分析了设计波束控制系统的两种方法,最后设计了一个采用FPGA+DSP的毫米波波束控制系统,验证了该波束控制方案实现的可行性,为以后的相控阵雷达波束控制系统设计提供了依据.     

毫米波多功能有源相控阵天线设计与实现

为了满足某型雷达的性能要求,显著提高其作战效能,提出了一种基于单脊波导宽边缝隙阵的毫米波多功能有源相控阵天线系统设计与实现方案。阐述了该相控阵天线系统的设计原理和组成架构,并对涉及的关键技术进行了详细分析。在理论分析与仿真设计的基础上,研制了该相控阵天线工程样机并对其进行了相关实验验证。实测结果表明,该毫米波多功能有源相控阵天线系统性能优良可靠,可满足总体技术指标要求。     

毫米波相控阵天线研究

阐述了国内外毫米波相控阵天线技术的发展现状,介绍了相控阵天线的原理,指出了实现毫米波相控阵天线的技术关键。并给出了目前的技术条件下实现毫米波相控阵天线的途径。     

相控阵雷达激励器的设计

介绍相控阵雷达移相器的激励控制原理和方法，依据移相器的控制特点提出设计要点，以提高激励器的可靠性、降低激励器的功耗。     

相控阵雷达搜索域的最佳覆盖

相控阵雷达的独特优点是工作方式的灵活性,它在完成给定空域搜索的同时,还对可观测空域内的多目标进行跟踪。从能量和时问的观点来看,合理设计相控阵雷达的搜索工作方式对提高可跟踪目标数是很有价值的。本文对相控阵雷达天线波束排列和波束覆盖问题加以分折,从能量的利用效果来阐述波束排列和波束覆盖的合理性,并以波束覆盖损失和波束利用系数来比较几种波束覆盖方式的利弊。     

数字阵列雷达及其进展

数字阵列雷达是一种接收和发射波束都以数字方式实现的全数字相控阵雷达。由于数字处理所具有的灵活性,数字阵列雷达拥有许多传统相控阵雷达所无法比拟的优越性。本文对数字阵列雷达及其研究进展进行了评述,主要介绍数字阵列雷达的基本原理、关键技术、研究进展,并对数字阵列雷达的应用前景进行了分析,提出了数字阵列雷达发展应考虑的一些问题。     

数字阵列雷达述评

数字阵列雷达是一种接收和发射波束都采用数字波束形成技术的全数字阵列扫描雷达。由于收发波束形成均以数字方式实现，因而它有较好的数字处理灵活性，拥有许多传统相控阵雷达所没有的优良性能。本文对数字阵列雷达进行了综述，主要介绍数字阵列雷达的基本概念、关键技术、研究进展、潜在的应用以及未来的发展趋势。     

相控阵雷达中相位误差分析及补偿方法

无论在有源还是无源相控阵雷达中,微波在传输路径上,以及通过移相器和衰减器的量化控制过程中都存在一定的幅度和相位的误差。大部分误差可以通过多次迭代配相配幅的方法得到消除,但由于温度变化、移相器的线性误差和量化精度等带来的误差无法在配相和配幅中解决,该误差对波束指向精度、旁瓣、波束赋形等相控阵的关键指标存在较大影响。因此对机载相控阵雷达研究中获得的扫描和控制数据进行分析,找出误差来源并提出了有效的解决方法。     

DDS在相控雷达系统中的应用

直接数字合成技术（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ,缩写ＤＤＳ）是近年来迅速发展起来的一种新型的信号合成技术。由于采用了全数字结构,它具有宽的相对频带、精确的频率分辨率、极快的频率转换速度、低相位噪声及易集成等突出优点．本文提出了将ＤＤＳ应用于相控阵雷达系统,并具体分析了这一应用对整个相控阵雷达系统性能的影响,如复杂雷达基带波形的产生与捷变、低波束跃度实现、低副瓣电平设计等,最后介     

平面天线阵的一种新结构和处理算法

提出一种适用于平面天线阵列的微波和数字处理的联合结构及相应的处理算法. 这种结构能够以全数字方式估计波达方向,并能以两种方式进行波束形成. 一种是全数字处理方式,另一种是按照阵列单元布局的矩阵处理;用数字微波移相器在俯仰面将天线单元的接收微波信号合成微波波束;采用数字波束形成方式形成最终的波束. 并提出了双线法估计波达方向的技术. 仿真和测试表明其灵活性和可行性.     

DBF技术在扩大米波雷达测高范围中的应用

针对基于波瓣分裂的米波雷达测高方法只能在低仰角范围内(1°~11°)测高的问题,提出一种将数字波束形成(DBF,Digital Beam Forming)技术与波瓣分裂相结合的米波雷达测高方法,以扩大仰角测量范围(1°~25°)。该方法采用5个不同高度的天线接收回波信号,利用DBF技术,判断出目标的仰角范围,再利用“比幅-比相”的方法进行测高。计算机仿真结果表明:该方法对仰角在25°以下的目标能有效地测量高度。     

MIMO组合波谐波雷达技术研究

针对传统谐波雷达自身信号泄漏大、虚警高、信噪比低、弱目标检测能力差、电磁兼容设计严格、系统复杂等问题,提出MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)组合波谐波雷达技术。研究了MIMO 组合波谐波雷达工作原理,采用组合波接收方式,代替传统单发单收谐波雷达的二次谐波,建立了MIMO组合波谐波雷达信号模型,研究了MIMO组合波谐波雷达的成像原理及数字波束形成技术,并进行了仿真。仿真表明,MIMO组合波谐波雷达能够有效提高系统的隔离度,减少了系统设计的复杂度。利用了MIMO雷达的多自由度优势,有效提高了谐波雷达检测弱目标的能力。     

微波综合脉冲孔径雷达技术

低截获概率雷达是现代雷达的一个重要方向发展，但要实现低截获概率雷达的广泛应用尚需较长的时间。综合脉冲孔径雷达在低截获、抗反辐射导弹和抗干扰等性能上具有明显的优势，其基本原理和技术体制已经在米波频段得到了充分的验证，文中将综合脉冲孔径技术应用于微波频段，对微波综合脉冲孔径雷达的主要技术难点和主要性能进行了分析，研究表明其总体性能优于目前正在大力发展中的二维有源相控阵雷达，微波综合脉冲孔径雷达应该得到更广泛的关注和应用。     

远距离支援干扰下DBF雷达作用距离分析

在平面相控阵中应用DBF技术对于提高雷达系统性能具有重要意义.研究了数字波束形成(DBF)在平面相控阵雷达中的应用.建立了子阵级DBF的信号模型,根据一维阵元级DBF推广得到了子阵级DBF,引入雷达方程和干扰方程,总结得到了雷达作用距离与雷达、干扰和目标参数的关联关系.分析了远距离支援干扰对DBF雷达作用距离的影响,并给出了仿真分析,仿真结果表明:子阵级DBF能在很大程度上改善雷达的作用距离,为研究DBF雷达的抗干扰性能提供支撑.     

数字阵列天气雷达系统设计

针对机械扫描天气雷达数据率低,难以对龙卷风等快速变化的中小尺度天气过程进行及时预警的缺点,提出一种用于强风暴探测的数字阵列天气雷达.与传统相控阵雷达相比,数字阵列雷达具有幅相控制精度高、系统瞬时动态范围大、测量精度高等性能优势,该方案采用相位扫描和机械扫描相结合的工作方式以及宽波束发射、多波束同时接收技术,具有高数据率、低成本以及能同时跟踪多个天气单体等性能优势,具有一定的实用价值.