真延时步进精度对宽带数字阵列雷达天线副瓣的影响

研究了宽带数字阵列雷达真延时(TTD)步进精度与最大天线副瓣电平的关系,通过分析将TTD步进精度等效为移相器的量化误差,并据此提出了一个TTD步进精度与最大天线副瓣电平之间的估算公式。仿真结果表明,提出的估算公式能够较为准确地估计出TTD步进精度,可为宽带数字阵列雷达设计具有超低副瓣天线方向图提供参考。     

铁氧体移相器相移误差的系统考虑

为了解决移相器相移精度问题，人们提出和采取了各种可行措施，但是都使得天线系统相应地变得复杂了，本文提出使用采取位码变换技术的数字移相器，其相移精度相当好，避免了天线系统的复杂考虑，使相关系统的设计也得到了明显的简化。     

空间馈电相控阵天线数字移相器相位控制位数的选择

数字移相器是相控阵雷达的关键器件。它的相位控制位数在很大程度上决定了相控阵雷达的造价、性能和设备的复杂性。因此,在制定相控阵雷达方案时,合理地选择二进制数字移相器的相位控制位数是个关键性的问题。二进制数字移相器结构简单,相移量稳定,而且它的激励器容易制造,并便于受二进制的数字式波束控制电子计算机的控制。由于采用了数字移相器,它只能产生某个最小相位360°/2~n的整倍数的相移量(n为数字移相器的相位控制位数,简称位数)。不是任何相移值都能在数字移相器上准确地移出。因此,为了实现波束相位扫描、赋形和相位加权,对于相控阵天线中各个单元移相器所需移出的相位值必须进行“量化”才能在数字移相器上实现,这就会出现相位量化误差。相位误差周期性地重复出现,会     

移相器位数对相控阵天线指向精度的影响

本文分析了不同位数的数字移相器对天线扫描及天线校准过程的影响,通过仿真分别比较了四位和五位移相器下的天线扫描精度和天线校准误差。结果表明：移相器位数的提升可显著提高天线扫描精度,减小天线校准误差。但由于移相器位数的增加对工艺和成本要求较高,因此在实际应用中应合理权衡。     

移相器量化误差对相控阵天线相位中心的影响分析

为精确预测相控阵天线相位中心的特性,研究了数字移相器相位量化误差对相控阵天线相位中心的影响.对计算相控阵天线相位中心的方法进行了论述,得出了根据远场相位分布精确计算天线阵相位中心的方法;采用该方法对一算例阵列进行计算仿真,算例阵列采用5位数字移相器,计算得出不同扫描角下天线相位中心的变化.计算结果表明:数字移相器量化误差对相控阵天线相位中心可造成显著影响,该影响与移相器位数和扫描角均有关.研究结论可用于指导高精度相控阵天线的设计.     

低成本接收阵列方向图测试系统与方法

采用传统的相控阵测试方法对数字阵列及数字波束合成进行测试,存在系统复杂、设备齐套周期长、问题难解耦等弊端。因此,对于数字阵列及相关算法,需要一种不依赖天线和物理环境,且能够以低成本和高效率,在系统开发中期完成相关性能评估和迭代的方法。给出一种基于阵列信号模拟技术的低成本接收阵列方向图测试系统,并提出了随机虚拟相移技术用于解决测试精度不足的问题。基于简要的理论分析、给出了测试平台构成和测试流程,并通过仿真和实测验证了方法的有效性。     

测量薄膜厚度的数字叠栅技术

现代干涉测试的核心是用合理的算法处理干涉图而获得所需的面形及参数。由于常见的相移法要通过移相器有规律地移动采集多幅干涉图并数字化后求取波面的相位分布,这样必然引入由于移相器的线性及非线性误差所带来的计算误差,因此需要事先对移相器进行标定。采用了数字叠栅方法,利用一幅静态干涉图与一个正弦光栅的四幅光强分布图叠加,从而实现相移式动态干涉测试的效果,借助于相移法处理干涉图原理,可获得波面相位分布,从而实现对薄膜厚度的测量。由于正弦光栅的初始相位是由计算机产生的,所给出的相位移动不含任何移相误差,因此可提高测量的精度。     

天线相位方向图分析

干涉仪测速定位系统对天线提出相位精度要求,主要是相位方向图的平坦性和天线对之间相位方向图的一致性。本文分析了影响抛物面天线远场相位特性的各种因素;根据微波天线相位中心讨论的现有成果,选取等效参考相心;利用口径场理论导出相位方向图的计算公式;同时考虑了天线转动中心偏离相位中心随指向变化引起的相移;并与实测的相位方向图进行比较,获得了较为满意的结果。     

数字馈相条件下相控阵天线波瓣指向精度分析

在分析数字馈相对相控阵天线波瓣指向精度的影响的基础上,通过数值模拟和分析,给出了数字馈相条件下天线波瓣最大指向误差与移相器位数之间的定量关系,并导出了移相器位数的一种选取标准。模拟计算表明,天线波瓣最大指向误差仅与阵元间距与工作波长比值以及移相器位数有关,应对这两个参数进行合理选取以提高天线波瓣的指向精度。     

相位误差对相控阵天线影响分析与改进

为减少相位误差对相控阵天线的影响,介绍了相控阵天线数字移相器相位量化误差产生的原理,分析了相位量化误差对相控阵天线波束指向精度和天线波束性能的影响。为改善这一情况,提出采用递推比较补偿馈相法代替传统的确定性馈相法,通过对2种方法进行比较分析,证明在不改变硬件的条件下,递推比较补偿馈相法能够减少相位量化误差的影响,降低波束指向误差的极大值和均方差,提高相控阵天线的指向精度和波束性能。     

相控阵天线的设计与FDTD分析

基于工作频率在1.79 GHz的微带天线,首先研究了移相器的设计方法,然后利用两种不同方法实现的移相器,分别设计出了相控阵天线。通过FDTD进行建模和仿真实验,计算了相控阵天线在不同扫描角的远场辐射方向图,分析了实验误差,得出了结论,所设计的相控阵天线结构简约,主瓣尖锐,最大扫描角大于45°。     

机载相控阵火控雷达

讨论了国际上机载火控雷达在采用相控阵体制方面突出的技术问题,提出了相控阵雷达中关键部件一移相器方案的新思路,阐述了这种方法既能减少移相器的位数,又能满足雷达系统需采用高位数移相器的要求以及给雷达系统研制带来了一系列好处。     

一种6~18 GHz宽带高精度有源移相器

设计了一种6 bit 6~18 GHz工作频段的宽带高精度有源移相器。片上集成了输入无源巴伦、逻辑编码器、RC多相滤波器、矢量合成单元、数控单元等。该移相器的设计采用55 nm CMOS工艺实现,芯片尺寸为1.29 mm×0.9 mm,移相器核心尺寸为1.02 mm×0.58 mm。后仿结果表明,在6~18 GHz频率范围内,增益误差RMS值小于1 dB,相位误差RMS值小于0.75°,输入回波损耗、输出回波损耗分别小于-8.5 dB、-8.9 dB,芯片总功耗为20.7 mW。该6 bit移相器的相对带宽为100%,覆盖C、X和Ku波段,适用于雷达探测等领域。     

基于铁电移相器的Ka波段低成本相控阵天线研究

为解决铁电体陶瓷移相器中高相对介电常数材料间的匹配问题,研制了一种可用于Ka波段低成本相控阵天线的新型铁电体陶瓷材料移相器,并用其设计制作了一种一维电扫低成本相控阵天线。结果表明:通过利用三级阻抗匹配技术,所制新型移相器中高相对介电常数材料间的匹配问题得到了有效解决。当外加偏置电压约为11 kV时,该移相器可在损耗小于2.2 dB的情况下实现360°相移。     

金属陶瓷贴片封装的S波段六位数控移相器

介绍了一款自主设计采用0.25μm GaAs PHMET开关工艺制作的的S波段六位数控移相器芯片和金属陶瓷表贴管壳内的设计方法和研制结果.该移相器在工作频带2.8～3.6 GHz内64个移相态的移相精度RMS＜1.0°、插入损耗IL＜5 dB、输入输出驻波比VSWR＜1.5、幅度均衡△IL＜0.3 dB、1分贝压缩输入...     

有源相控阵天线瞬时宽带性能改善研究

采用无色散特性的模拟或数字移相器会导致天线波束指向随频率发生变化,即相控阵天线的孔径效应。工程上一般在子阵级别上采用色散特性的实时延迟线拓展相控阵天线瞬时带宽,但是子阵级延时量化误差会产生周期性栅瓣,导致天线副瓣性能恶化。文中提出在通道(或多通道收发组件)上设置小位延迟线、与子阵级大位延时线叠加使用,消除或改善子阵级延时误差造成的性能恶化。结合X波段有源二维阵列天线,对单元级、子阵级、子阵+单元两级三种情况进行了仿真。仿真结果表明,子阵+单元两级延时方法在扩展相控阵天线瞬时带宽的同时,能明显改善相控阵天线的副瓣特性,且具有较强的工程可实现性。     

光控微波及其在相控阵天线系统中的应用

本文讨论了光注入锁定技术的发展，给出了光控锁相技术对ＦＥＴ振荡器讯号频率和相位进行独立控制的方法，还给出了光控微波相移器的原理，由引获得新颖的光控相控阵天线波束成形与控制技术及具体的设计结构。