微波光子技术相控阵雷达天线现场校准系统

研究了基于微波光子技术的相控阵雷达天线现场校准技术。介绍了微波光子技术进行相控阵天线现场校准的基本原理,通过利用架设在相控阵天线阵面上的光学探针中的电光晶体的泡克尔斯效应,使得自探针反射的光学信号携带有天线单元的近场辐射信息,在将其进行光电转换后采用外差相干检测的方法来获得信号中所携带的天线单元的幅相信息,便可实现对天线阵面天线单元辐射场信息的快速检测,实验验证系统的电场幅度和相位测量精度可以分别达到0.3 dB和2,同时该方法对被测天线单元具有侵入性低、抗干扰能力强、体积小等优点,满足相控阵天线现场校准的实际需要,具有很强的工程实用价值。     

基于三相幅度测量的相控阵天线快速校准方法

提出了一种基于三相幅度测量的相控阵天线快速校准方法。该方法将天线阵列进行分组,利用每种分组在三种配相下的阵面合成场幅度测量值,可解算出各个天线单元的初始幅相值。该方法仅需幅度测量,避免了相位测量误差影响单元幅相值的计算精度,而且所需幅度测量次数仅为(2N+1)次,可显著提高校准时效性。另外,利用分组思想,同时改变多个单元相位,使总辐射场的幅度变化显著,提升校准准确性。仿真结果表明:校准后相位均方根误差为2.2°,幅度均方根误差为0.2 dB。     

有源相控阵雷达多通道幅相校准研究

为实现有源相控阵天线的超低副瓣性能,对通道校准的剩余误差控制,以及通道间的幅相一致性提出了更高的要求.文中介绍了收/发校准的流程,阐述了基于快速傅里叶变换的天线阵面校准原理,对影响天线性能的误差进行了分析,提出了为提高校准精度采用的校准方法.仿真结果表明,在误差控制范围内,雷达的收发天线性能满足设计要求.     

某型地基相控阵天线指向系统性误差分析

相控阵天线的指向精度决定着雷达系统对目标的探测精度,甚至会影响跟踪、截获目标的成败。以一种地基相控阵天线为例,详细分析了机电混合扫描天线的指向系统性误差来源：1)热形变导致的单元间距误差,2)空气折射,3)伺服机械转动误差,4)天线内部温度场变化等。从理论上分析了上述因素对天线指向精度的影响,并提出了完整的远场误差校准方法和误差修正流程。试验结果表明,误差来源分析准确,所提出的校准方法可以明显改善天线指向精度,从而提高雷达系统跟踪精度和威力,对于地基乃至移动平台相控阵天线的设计与应用具有重要的参考价值。     

一种相控阵雷达阵面自动校准方法研究

大型有源相控阵天线的阵面有成百上千甚至数万个收发组件和辐射单元,使得相控阵天线比其他类型的天线要复杂得多而难以维护。首先介绍阵面校准的现状,然后通过外校准的方法对阵面进行校准测试。这种方法实现了阵面自动化校准,提高了阵面校准的效率和精度。测试结果显示,辐射单元间的频带内耦合量稳定在 ? 30 ~ ? 70 dB 之间,设计指标和测试结果一致。     

基于反相测量的有源相控阵天线中场校准方法

提出一种基于反相测量的有源相控阵天线中场校准方法。为使在校准过程中合成辐射场信号变化明显,使用伪Hadamard矩阵将天线阵列进行分组。校准时,将组内相位改变单元反相,将两次测量结果相减得到相位改变单元的总辐射场,最后对分组矩阵求逆并去除程差,即可解算得出阵面幅相分布。仿真结果表明,校准后,通道幅度均方根误差为0.18 dB,相位均方根误差为1.84°,达到校准效果。     

高精度窄波束二次雷达指向精度补偿

相控阵天线的指向精度对雷达系统的精度有非常重要的影响。影响天线指向精度的因素很多,包括移相器量化单位误差、TR 单元间的物理结构、安装位置误差等。为了确保二次雷达的量测精度,天线的指向精度必须高于雷达系统的测向精度。本文制定出一种高效的指向误差补偿方案。该方案不仅可以大幅度减小指向误差,而且可以节约修正指向误差时间和人员的投入。     

基于近场测试的相控阵天线自动化校准 与阵面监测方法

相控阵天线装配好之后,由于各组成部件机械加工误差、装配误差、部件老化更换和环境温度改变等因素,各 单元通道的初始幅相产生差异,因此必须对天线的所有系统进行校准。本文针对小型化相控阵平台,通过硬连接将相控 阵天线的波控系统与测试设备相结合,提出一种简便的自动化近场逐点校准方法。同时,本文还提出一种简单的外监测 方法。当相控阵天线工作期间,可对阵面的幅相分布进行监测。可在相控阵天线工作期间,对近场幅相校准数据进行修 正,达到阵面自身校准的目的。经对一个16阵元的相控阵天线进行实验测量可知,该自动化校准与阵面自身校准方法可 以准确、快捷测试出天线阵面的幅相分布。非常适合一维、二维相控阵天线,尤其是小型化相控阵天线的幅相校准与监 测。     

一种机载有源相控阵天线的结构设计

介绍了一种机载有源相控阵雷达的天线结构设计，给出了对天线安装架进行有限元分析的过程和数据，以及对背部单元结构进行力学实验的方法和结果。     

数字波束形成雷达研究

对采用Ｔ／Ｒ组件的数字波束形成（ＤＢＦ）雷达进行了研究，实现数字波束形成三种很重要的技术，即相位检波技术，多波束形成技术和自适应的波束形成的技术，为验证这些关键技术我们研制了一ＤＢＦ阵列测试设备，文中就几种技术及测试设备的数据进行了介绍。要实现高的数学波束形成性能，必须以很高的精度将天线单元人号变换为数字信号，为解决这一问题，我们将中频直接采样相位检波同特制大规律集成电路结合使用。多波束形成技术应     

有源相控阵雷达天线实时校正方法

针对有源相控阵天线的超低副瓣、高增益及精确波束指向等性能的实现进行分析研究。首先分析一般相控阵雷达天线及其校正耦合网络的结构,并对实时校正的原理以接收校正为例进行详细的阐述,最后通过某有源相控阵雷达天线实测数据验证该方法的有效性及可行性。     

基于并行总线分布式波控系统的实现

随着相控阵雷达技术的发展，大型有源相控阵雷达的天线阵列面大、T／R组件数目多达几百、几千个，对如此众多的T／R组件实现快速、准确的波束控制，给波控系统的设计带来了新的难度。介绍了一种基于并行总线接口技术分布式控制的波控系统的设计方法，解决了布相时间短、波束切换快、实时校正补偿、BIT自动检测等多项工程难题。     

相控阵雷达阵面幅相修正的研究

针对相控阵雷达因阵面单元变化引起天线副瓣性能变差的问题,提出了一种新的幅相修正方法。此方法中采用归一化处理,增强了环境适应性,同时也提高了雷达相位控制器资源的利用率。文中介绍了阵面幅相修正的原理和处理流程,分析了幅相修正的处理精度,并进行了模拟实验。实验结果表明该方法有效可行。     

超大阵面分布式相控阵雷达的自-交叉相位定标方法

针对传统的相控阵雷达定标算法无法适用于超大阵面分布式相控阵雷达的问题,该文提出了自定标、交叉定标相结合的相位定标算法。分析了超大阵面分布式相控阵雷达的误差来源;建立了超大阵面分布式天线阵列在工程约束下的误差模型,详细阐述了自定标和交叉定标的原理和方法,并将该方法从相位单元推广到雷达阵列。最后,对自-相交相位定标算法进行了仿真实验和工程应用。结果表明该算法能大幅提高超大阵面分布式相控阵雷达的主旁瓣电平比。      

阵列雷达接收通道校正技术分析

阵列雷达接收通道的校正精度影响着阵列信号处理性能的提高。本文详细阐述了采用外场校准和内场校准结合的方法校准有源和无源器件,校准了整个雷达接收通道,给出了公式推导。列出了实验验证数据。证实了此方法有效可行。     

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。     

幅相校准在机载有源相控阵雷达中的应用

对于机载有源相控阵雷达,天线低副瓣是最基本也是最重要的指标要求之一。有效、实时的幅度和相位校准是保证天线低副瓣指标的主要保证措施。文中详细描述了在有源相控阵天线系统中存在的幅相误差原理,给出了对幅度和相位进行实时校准的算法,同时也给出了校准剩余误差的验证方法,并通过软件流程框图给出了实时校准的流程,最后,通过在真实雷达中的实验结果验证了该方法的可行性和正确性。     

舰载相控阵雷达信号处理的建模与仿真

本文介绍了一种利用组件化建模的思想的舰载相控阵雷达信号处理的仿真建模方法。 首先,按照功能对舰载相控阵雷达信号处理进行了功能组件划分,介绍了基于 C++语言的舰载相控阵信号处理仿真系统的构建方法,使其具备可复用性、可重构性与可扩展性。接着对舰载相控阵雷达的信号处理进行了信号级仿真,通过对仿真的结果进行精度分析与性能评估,验证了模型的准确性。建立的舰载相控阵雷达信号处理模型为舰载相控阵雷达的仿真与应用提供了良好的基础,在工程上具有一定的参考意义。