X波段的64单元相控阵天线的实时延迟线系统

提出一种用于X波段的64单元相控阵天线的实时延迟线系统。采用压电陶瓷(PZT)调节线性啁啾光纤的长度,实时地改变时延的长短。每支延迟线的调节范围为0~350 ps。系统采用8次时延叠加的方法,获取大角度扫描所需的长时延。通过串联、并联和分组交换连接方式,将72支延迟线联成延迟网络。在同一扫描信号控制下,各延迟线能同步的调制出不同的时延,合成相控阵天线波束指向对各个发射单元所需求的时延,扫描方式可以是连续的。相控阵天线应用本系统后,波束扫描角可达±81.2°,天线搜索数据率为115.0次/s。     

宽带相控阵天线波束指向频响分析和实时延迟器应用

分析了直线和平面宽带相控阵天线扫描波束指向随工作频率改变而产生漂移的现象,给出了阵列单元或子阵采用实时延迟器后,这种指向漂移得以改善的估计。结果表明,漂移为原先的1/M(M为子阵列)。     

X 波段宽带宽角扫描相控阵天线的设计

设计了一种X波段宽带宽角扫描相控阵雷达系统的小型阵列天线,该天线采用Vivaldi 天线做为阵列单元。在考虑阵列单元间的互耦效应下,仿真设计了9*9 小型阵列天线,使该阵列天线在相对带宽达40%下的有源驻波系数小于2,其有源单元方向图E面、H面的波瓣宽度分别达到120度、110度以上。对9*9天线阵的实物进行了加工与测试,测试结果说明了该阵列天线具有良好的宽带宽角扫描特性。因该天线结构简单,重量轻,在相控阵雷达天线中有很大的应用价值。     

相控阵雷达中的光纤实时延迟方案研究

近年来,在相控阵雷达中,光纤实时延迟技术因其尺寸小、重量轻、瞬时带宽宽等特点而受到广泛关注。文章介绍了光纤延迟线原理,分析了几种相控阵雷达的光实时延迟方案及其工作原理和技术特点。     

相控阵天线实时检测的探讨

文章就平面有源相控阵天线实时检测中对幅相接收机性能的要求进行了讨论。结合现有设备的性能指标，提出了实用可行的改进设想，为进一步研究奠定了基础。     

宽带相控阵天线实时延时器分级应用研究

提出了一种在宽带相控阵天线中分级使用实时延时器的方案.作为阵元级和子阵级延时器应用的折中方案,该方案对波束指向偏移的校正通过高位加低位延时器的组合应用,并选取适当高、低位延时器的数量比例来实现.在获得较好波束校正性能的同时,该方案简化了天线系统的整体复杂度,具有良好的工程可实现性.     

光纤光栅色散效应对相控阵天线影响的研究

研究光纤光栅色散效应对基于光栅的相控阵天线的影响,该相控阵天线基于典型的离散光纤光栅阵列的实时延迟线结构。分析表明,单边带调制方式可以有效地克服色散效应对所恢复的微波信号幅度的影响。但光纤光栅色散效应对所恢复的微波信号相位的作用仍影响实时延迟线的性能,从而改变天线阵列最大辐射方向。通过选择合适的天线元之间的距离以及提高相邻通道所对应的光纤长度差可以降低光纤光栅色散效应的影响。     

宽带相控阵天线延迟线分析

采用频率无关移相器的相控阵天线的波束指向会随频率发生变化,实时延迟线是提高宽带相控阵天线波束指向精度的重要方法。分析了子阵级采用延迟线,单元级使用移相器的宽带相控阵天线副辫特性,发现当工作频率改变时,由于阵列存在周期相位误差导致天线副瓣电平抬高。针对此问题,提出单元级精细延迟线方案,消除周期相位误差对天线副瓣的影响。仿真结果表明,这种方法在扩展相控阵天线带宽的同时,明显改善了天线的副瓣特性。     

L波段宽带相控阵天线真延时网络的设计

论述了宽带相控阵天线渡越时间对天线性能的限制,介绍了消除渡越时间影响的方法,设计了具体的实现方案,即真延时网络,并对该方案进行了仿真和测试。测试结果表明,在1.1~1.5 GHz的带宽内,功分器各端口驻波比小于1.22;微带线和同轴线的群时延具有良好的线性规律。该设计可以实现最小步进250 ps、最大延迟3 750ps的延时,可有效克服渡越时间的不利影响。     

光控相控阵天线中的光实时延时技术

讨论了光电子技术在宽带宽角扫描相控阵雷达中的应用和优点,介绍了光控相控阵天线的工作原理和发展状况,详述了不同光实时延时线(OTTD)的主要实现方法和技术特点,着重分析了一种可实用的基于光纤和光开关切换的OTTD的设计方法,并讨论了OTTD的性能指标对天线系统性能的影响,最后给出了在子阵OTTD和阵元移相器联合波控方法下的近场实验测试结果,验证了OTTD对相控阵天线宽带宽角扫描性能的改善.     

新型宽带数字多波束相控阵天线设计

传统相控阵天线系统为实现多波束,在重量、体积、功耗等方面会有明显的增加,系统的基本可靠性也显著降低。基于软件无线电思想,利用超外差结构实现宽带信号变频,并对瞬时带宽内的信号同时进行模/数或数/模变换,再根据串口提供的每个波束方位、俯仰和频率等信息,在基带实现数字多波束形成。设计了一套S频段、瞬时宽带100MHz的数字多波束相控阵天线系统。测试结果表明,该天线可收发同时形成3个独立波束,每个波束在俯仰面0°~70°、方位面全向的扫描范围内实现EIRP值不小于40 dBm,G/T值不小于-20 dB/K的优良指标。该设计可以有效提高系统灵活性,降低系统的复杂度。     

4.9 GHz小型化集成相控阵天线设计

设计了一种相位控制和馈电一体化的8×8相控阵天线。将多路微带线功分器和移相器芯片集成于同一片电路板作为馈电网络并压合于阵列天线背面,形成了单端口馈电的64单元集成相控阵天线。该相控阵天线整体厚度仅2.25 mm,馈电端口至天线单元之间没有任何连接电缆,具有低剖面小型化和一体化的显著优点。电磁仿真结果显示,4.9 GHz的回波损耗小于-25 dB,最大增益为22.5 dB。此外,主极化和交叉极化隔离度为30 dB,主波束可实现-58°~62°平面扫描,具有较好的交叉极化和波束宽角域连续扫描特性,可应用于5G移动通信小型基站。     

一种宽带宽角扫描相控阵天线的设计

给出了一种宽带不等间距相控阵天线的设计方法,利用该方法实现4.5个倍频内对方向图栅瓣的抑制和±30°波束扫描.文中首先从理论上分析了不等间距阵列的宽带特性,然后对以微带Vivaldi天线为辐射单元的16单元不等间距阵进行了仿真设计,最后对不等间距阵列天线进行了加工实测,实测结果与仿真结果一致,验证了设计方法的正确性.     

相控阵天线时域有限差分计算中激励源分析

在时域有限差分(FDTD)方法用于偶极阵列天线数值计算时,采用带有内电阻的缝隙馈电激励源模型,及选择自由度较大的调制高斯脉冲信号,来提高数值算法迭代计算的收敛速度;在各馈电单元的时域信号中通过引入合适时间延迟,实现对相应单元相位的控制。用二元相控阵列天线模型,验证了算法和程序是正确的;用六元相控圆形阵列天线,分析了该算法在实际相控阵天线问题分析中的应用。     

X波段光控相控阵雷达技术

基于现有的器件提出了X波段光控相控阵雷达的设计方案,对光信号收发以及OTTD(Optical True Time Delay)的实现方案进行了探讨.采用光纤技术的X波段光控相控阵雷达通过引入光实时延迟线OTTD,减轻了传统相控阵雷达因渡越时间和孔径效应对信号瞬时带宽的限制,实现了宽带宽角扫描.     

一种小规模超宽带相控阵天线设计

目前基于阵元间强耦合效应已设计出超宽带相控阵天线,但是其规模较大。针对规模小或者在扫描方向上规模小,如何增强阵元间耦合而实现超宽带相控阵天线的问题,采用平衡对踵Vivaldi天线(BAVA)作为天线单元,优化天线单元辐射金属的形状,并采用镜像法布阵天线单元设计出一个小规模4×16的斜极化超宽带相控阵天线。仿真和试验结果表明,采用的方法可以增强小规模超宽带相控阵天线的阵元间耦合效应,实现频率0.8f0~2.0f0驻波比小于2,法向增益达17.34~23.0 dBi,在±45°范围内实现无栅瓣扫描。该小规模超宽带相控阵天线已在实际工程中应用。     

有源相控阵天线的近场校准

为实现对相控阵天线的校准,降低幅相误差和阵元失效对天线性能的影响,提出了一种考虑互耦效应的近场校准方法。在利用近场扫描法完成逐一通道校准的基础上,使用旋转矢量法进行二次校准。在应用旋转矢量法（ REV)时,为使被测信号的变化明显,将大规模相控阵天线分为中间、边缘区域进行分区校准。通过二次校准可判定阵元是否失效,提高相控阵天线的幅相一致性;通过分区校准减小阵元间互耦的影响,缩短校准时间。仿真结果表明：此方法用于大型相控阵的校准具有较高的准确性,可改善校准结果。     

舰载平面相控阵天线安装倾角的设计方法

利用舰载惯性导航系统提供的姿态信息,对处于静态和动态姿态下的舰载平面相控阵天线的波束指向变换进行了分析,得到了平面相控阵天线的扫描角。在此基础上,以相控阵天线最大扫描角度最小为目标,给出了天线随舰载安装平台处于运动姿态条件时的安装倾角的设计方法。该方法能够在给定的舰船纵摇和横摇范围内,针对相控阵天线需求的空域扫描覆盖范围,实现对任意多面旋转布阵的平面相控阵天线安装倾角的计算。由该方法计算得到的天线安装倾角能够使平面相控阵天线有最小的最大扫描角,从而提高相控阵天线的电气性能。