C 波段小型化高精度驱动延时组件的研制

介绍了延时线在雷达中的工作原理,分析了延迟时间误差与延迟幅度误差对信号合成的影响。针对驱动延时组件小型化、高精度设计的难点进行了评估,并提出采用微波多层印制电路实现小型化、采用新型调相电路与衰减电路解决延时高精度的设计方案。在此基础上,设计并实现了一种集成延时、放大与功率分配/合成功能的驱动延时组件。根据驱动延时组件各态收发指标测试结果,幅度带内平坦度优于±0.4 d B,延时相位精度≤±5°,延时幅度精度≤±0.5 d B。     

子阵级延时的宽带相控阵技术分析

相控阵采用传统移相器会带来天线波束指向随频率发生变化的现象,阵元延时是提高宽带相控阵天线波束指向精度的重要方法,但其成本和设备量对小型化阵列不可接受,提出一种子阵间采用延时芯片、子阵内阵元级使用移相器的宽带相控阵设计方法,该方法设备量显著降低,具备工程化条件,仿真结果表明,该方法可大幅降低频率对波束指向精度的影响。     

C波段有源接收天线子阵的设计

随着无线技术的迅速发展,人们对无线设备的小型化要求日益提高,因此天线的小型化、宽带化和高增益成为了无线通信中的研究重点。有源天线由于其体积小、频带宽,受到广泛关注。针对这些发展要求,参考有源天线的2种形式,提出将二单元天线作为一个天线阵列的子阵,通过背馈方式与低噪声放大器集成形成一个有源接收天线子阵。测试结果表明,该有源子阵谐振频率在4.8 GHz,工作频段为4.6~5.0 GHz,在中心频率处回波损耗大于20 dB,增益大于15 dB,3 dB波束宽度为35.8°。与无源天线相比,同等尺寸下工作频带展宽得到拓展,增益得到明显提高。     

相控阵雷达干扰抑制的子阵结构

本文考虑的问题是在子阵波束形成的多功能相控阵雷达中应如何配置自适应干扰抑制,并且还考虑了旁瓣对消器和子阵级的最佳处理方法。子阵级的最佳处理从其工作性能和实际应用来看具有很显著的优点。本文主要讨论如何配置子阵的问题。     

X波段高功率高效率延时组件设计

为了实现相控阵雷达的宽带宽角扫描,用延时器处理取代常规相控阵雷达中的移相器是一种有效的技术措施。文中研制了一种X波段高功率高效率延时组件,利用幅度/相位自补偿电路改善寄生调幅和寄生调相,通过增益链路分配和C类线性功放模式,实现了组件高效率和高增益,同时利用电磁仿真与热传输路径分析验证了可靠性,对相控阵雷达收发组件的设计和制造具有参考价值。根据实测结果,所有组件发射输出功率高于5 W,效率高于46.3%,延时相位精度优于±10°,延时寄生调幅低于±1.3 dB,组件接收增益为23.3±0.6 dB。     

大型宽带相控阵天线多级子阵延时应用研究

在采用子阵延时方案的大型宽带相控阵天线系统设计中,子阵划分结构和实时延时器使用方式将直接决定系统的宽带性能、工程实现复杂度以及研制成本。本文基于阵列方向图合成的基础理论模型,推导得出多级子阵延时方案与传统单级子阵延时方案具有相近的阵列辐射性能。通过一维大型线阵多级子阵方案的应用示例,说明多级子阵延时方案可显著降低系统总体复杂度,在此基础上分析并总结阵列宽带性能与子阵规模和时延步进量之间的关系。     

一种小型化毫米波延时组件的实现

介绍了毫米波延时组件的设计难点,并提出了相应的解决方案。在此基础上,设计并实现了一种Ka波段集成七位延时与增益补偿功能的延时组件。根据实测结果,4GHz带宽内实现了幅度带内平坦度≤±1.0 dB,延时相位精度≤±10°,延时幅度精度≤±1.0 dB,相位非线性≤20°,驻波≤1.8。     

浅析地基反导预警雷达中的X波段相控阵天线

基于地基预警雷达的中段反导任务需求,首先,介绍了当前美国两类典型的X波段相控阵天线的系统架构、天线规模、扫描范围等特点;然后,从应用场景和波瓣性能分析比较了二者的区别;最后,介绍了一个采用高密度集成、大范围电扫体制的X波段相控阵天线工程实例。     

X波段双层16单元正方形径向线螺旋子阵的设计

矩形径向线螺旋子阵的设计是高功率高增益径向线螺旋阵列天线研究的基础,提出并设计了一个X波段双层16单元正方形径向线螺旋子阵,阐述了子阵的工作原理,简要介绍了X波段的辐射单元和耦合探针,重点分析了双层径向线馈电系统,从而得到了一个X波段的子阵模型,并对其进行了数值模拟,结果表明该子阵在8.6～10.1GHz的频带范围内,天线反射系数小于0.1,在9.0～10.0GHz的频带范围内,天线增益大于18.45dB,副瓣电平小于-11.68dB,轴比值小于1.66。     

有源相控阵天线子阵划分对旁瓣匿影性能影响

由于缺少旁瓣匿影性能评估的统一标准,子阵划分对旁瓣匿影性能影响研究较少。对此,本文提出旁瓣匿影性能评估参量——旁瓣匿影率,其本质是计算满足旁瓣匿影要求区域占整个方向图区域的比例。其中保护通道直接利用子阵级数据通过加权非相参积累方式构建,可实现保护通道的自适应干扰抑制,支撑干扰条件下的自适应旁瓣匿影。实验表明,子阵划分非均匀性越强,子阵数越多,扫描角越小,有源相控阵天线的旁瓣匿影率越高,旁瓣匿影性能越好。     

子阵模块不同排列对相控阵天线辐射特性的影响分析

辐射单元矩形栅格排列是相控阵天线中最简单的排列方式,也是最常用的一种排列方式。它是把整个阵面划分成许多矩形栅格,每个辐射元占据一个自然格或栅格的交点。而本文对子阵模块间采用三角形栅格而子阵模块内采用矩形栅格的排列方式进行了分析,通过理论分析验证这种排列方式比普通矩形栅格排列有较大优势。     

有源相控阵雷达T/R组件稳定性分析设计

T/R组件是有源相控阵雷达的关键部件,其设计的成功与否,决定了整部雷达的成本、可生产性和系统性能.针对以往组件系统设计师在设计时缺乏考虑系统稳定性设计的情况,本文从组件系统角度出发,首次提出了T/R组件的环路稳定性设计问题,并从噪声功率角度对环路进行了理论分析,推导出满足系统稳定的设计方程,最后提出了T/R组件环路稳定性的系统解决方法.     

机载X 波段圆口径平面阵列天线的子阵划分研究

针对机载X 波段圆口径相控阵天线,文中提出了五种典型子阵划分方法,以解决相控阵天线瞬时宽带工作时宽角扫描波束色散的难题,同时,实现指向角偏差、第一副瓣电平、增益、平均副瓣电平、最大副瓣电平等典型参数性能最优化;在仿真分析基础上,总结了子阵划分方法与天线性能之间对应关系。     

低成本风廓线雷达相控阵天线设计

本文针对风廓线雷达相控阵天线波束扫描特点,提出一种利用周期同相馈电法与驻波子阵形式相结合的设计方案。天线系统只需要五个移相器就可以实现相应的五波束扫描,简化了波束控制系统,降低了天线系统的复杂度与成本。     

二维子阵级相控阵空间谱估计方法

目前已提出的空间谱估计方法绝大多数需要已知所有阵元的数字化输出信号,即为基于阵元级的方法.我们对应用于相控阵雷达的二维子阵级空间谱估计方法进行了研究.采用简化的阵列流形,只需精确地确定子阵相位中心与增益,大大降低了对相控阵的校正成本与代价.但其有效的方向估计范围只在子阵的3dB波束宽度内,然而与波束扫描相结合可实现任意空间范围内的方向估计.通过引入加权网络对子阵输出进行后处理,提高了阵列处理的灵活性;构造了基于理想子阵方向图的简化阵列流形,克服了直接简化阵列流形方法的测向范围无法调整的局限性,并能更好地抑制旁瓣源.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

机载相控阵雷达小型化高速波控设计与实现

介绍了一种机载有源相控阵雷达波束控制器的设计。在机载有源相控阵雷达波束控制系统的设计中，除了保证系统所要求的波束转换速度外，还需要对被控机进行小型化设计，因此，小型化、高速度、高可靠性与灵活性是该类雷达被控系统设计的关键技术；相位计算时将坐标原点设在二维平面的中心，然后将二维平面均分为4块，每一块定义为一个象限，用4个硬件相同的模块来构成全硬件、可编程的被控机。被控机采用了大容量的F1ash存储器，使天线系统初始的相位和幅度可以在线编程。完成了天线阵近场的联试及整个雷达系统的外场联试，同时在某机场观察到目标。