X波段宽带相控阵天线的实时延迟系统的研究

宽带相控阵天线实时延迟系统采用压电陶瓷(PZT)调制啁啾光栅的时延量,对发射信号的群速进行时延,以解决天线在发射瞬时宽带微波信号时所产生的波束定位斜视问题.根据有关数据,提出了X波段、8单元相控阵天线实时延迟系统的模型,天线的扫描范围为±60°,搜索数据率可达56.4次/s.讨论了时延量的误差对扫描角的影响、调制电压与扫描形式关系,给出了仿真结果.     

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。     

用于X波段相控阵天线的高速可调光纤延迟线

设计并制作了一种用于X波段相控阵天线的5bit光纤延迟线,采用高速磁光开关和单模光纤级联组成.测试结果显示,该光纤延迟线可实现时间延迟量在0～ 1096ps范围内步进为35.4ps的任意可调,延迟精度小于±2ps,开关切换时间小于30μs.     

光控相控阵雷达中的光纤延迟线

着重介绍了利用光纤的延迟特性实现光控相控阵雷达的实时延迟技术.设计了两种延迟阵列,并分别进行了试验验证,试验结果表明这两种延迟阵列各有利弊.综合考虑,方案2优于方案1.     

L波段共形相控阵天线单元的研制

本文介绍一种低剖面的L波段宽带印刷振子天线单元。首先，应用矩量法分析了单元的阻抗持性和方向图特性。然后，给出宽带的复阻抗匹配网络模型优化单元的阻抗特性。最后，进行了实验研究，实测的单元电压驻波比在14％的带党内小于1．2，与优化的情况吻合很好。     

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波段双极化有源相控阵天线的设计

机载或星载X波段有源相控阵雷达系统具有很高的分辨率，由于雷达系统使用了大量双极化子阵组成的有源相控阵天线（俯仰面和方位面均需扫描），频率的升高使得子阵馈线网络的可用面积受到了很大的限制。本文着重论述了有源相控阵天线中的双极化阵设计，提出了一系列解决方法，进而叙述了整个天线阵的设计。     

啁啾光纤光栅移相器在相控阵天线中的应用

本文首先介绍了相控阵天线中的移相器和延时线，然后从啁啾光纤光栅的相位匹配条件出发推导出这种光栅的时延特性近似表达式，并提出将啁啾光纤光栅作为延时线应用于相控阵开线，然后给出了不同光波波长条件下的相移特性。     

True Time Delay Scheme for X-band Phased Array Radar

The system of a true-time delay line for X-band and 8-unit phased array antennas is introduced. Changing the length of a chirp grating with piezotranslator（PZT）, the variable delay is obtained. The scheme is applied to X-band phased array radar whose searching data rate is 56/s. It is simulated that the beam squinting is influenced by the error of real time delay. The relation between the beamforming mode and its modifying volt is discussed.     

相控阵雷达天线延时技术的发展

介绍了相控阵雷达天线在大扫描角及大瞬时带宽应用场景下延时补偿技术的发展概况。对天线阵列的波束色散现象以及延时补偿技术对天线方向图的影响进行了分析,并介绍了国内外的一些延时方案。依据延时实现架构,将其分为微波延时、表面声波延时、光延时以及数字延时四类。重点对微波延时的几种不同类型的实现形式进行了描述,并根据微波延时线实现载体的不同,分为GaAs 芯片、射频电缆、印制板和微同轴四种。另外,针对延时拓扑电路进行理论推导分析,说明单延时路径在电路设计上的优势,并分析了基态链路对延时路径的幅度、相位补偿和介质材料对延时量的误差引入。对相控阵雷达天线在大扫描角及大瞬时带宽应用场景下的延时补偿技术研究有一定参考价值。     

一种用于卫星地面移动通信系统的相控阵天线

介绍了一种用于卫星地面移动通信系统的相控阵天线。该天线采用GPS与电子罗盘相结合的跟踪控制方案,控制天线波束在仰角30°~90°,方位角0°~360°的空域内快速扫描,自动跟踪通信卫星,确保话音通信和数据传输。增益优于14 dB,圆极化工作,天线工作在L波段,直径小于550 mm。介绍了单馈源双频圆极化天线单元、波束控制器的理论分析和工程设计,以及天线系统的组成和主要性能。实测结果表明该天线能够满足卫星地面移动通信终端的应用。     

基于光纤光栅的实时延时技术

光实时延时技术与相控阵技术的融合,解决了传统相控阵雷达的瞬时大带宽受限和波束偏斜问题.文中给出了光实时延时技术的思想,讨论了光实时延时技术出现的背景.分析了应用于光实时延时技术中的光纤光栅的原理,着重讨论了均匀光纤光栅和线性啁啾光栅,分别给出了基于两种光纤光栅的光实时延时的技术方案,在此基础上,讨论了受控于应变和温度的光纤光栅在光实时延时技术中的应用.最后讨论了一些技术上存在的问题.

Abstract：

Optical true time delay technology (OTTD) is the key technology for phase array antennas (PAA).By using OTTD,the beam squint and the restriction of instantaneous bandwidth are resolved.The principles of OTTD are given,the emergence background of OTTD is discussed.The theory of fiber Bragg grating(FBG) used in OTTD is analyzed,especially on uniform fiber bragg grating and linear chirped fiber Bragg grating.Two OTTD schemes based on FBG is presented,then some new kinds of FBG used in OTTD are discussed.Some technique hurdles are analyzed as well.     

一种适于卫星通信系统的圆极化相控阵天线

介绍了一种中等增益圆极化相控阵天线系统 ,其波束可以在仰角 3 0～ 90°,方位角 0～ 3 60°的空域内快速扫描。天线工作频率为 1 .5 45～ 1 .66GHz,增益优于 1 4dB ,圆极化工作 ,直径小于 5 0 0mm ,厚度小于 2 0mm ,重量小于 2 .5kg。文中介绍了宽带圆极化天线单元、3bit数字移相器的理论分析和工程设计 ,以及天线系统的组成和样机的主要性能。该天线具有成本低、体积小、重量轻、波束扫描灵活、易于与移动载体表面共形的特点 ,特别适合于中继通信卫星和卫星移动通信的地面移动终端上。     

光控相控阵雷达中的真延时技术

在介绍光控相控阵雷达相对于传统相控阵雷达的优势所在及其发展历程的基础上,阐述了光控相控阵雷达工作的基本原理和实现光控相控阵雷达的手段——真延时。介绍了现阶段国内外实现真延时的方法,通过归纳将真延时结构分为两类,具体分析了两类结构中各种真延时结构的组成、实现方法、工作原理以及现阶段运用在光控相控阵雷达中能够达到的性能指标。     

非相似元四倍频程相控阵天线

对数周期天线是一种宽带天线 ,单个天线单元的带宽可以很宽 ,但其宽带特性在组阵时将受到一定的影响 ,在相控阵中更受到扫描角的限制 ,文中采用非相似元的方法有效地解决了四倍频程相控阵天线扫描时宽带和宽角的矛盾 ,扩展了对数周期天线在相控阵中的应用     

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。     

一种低剖面贴片天线在相控阵系统中的应用

设计了一种低剖面口径耦合馈电形式的贴片天线,对该天线在相控阵系统中的应用进行了研究.该天线单元采用带状线馈电,抑制了馈电网络电磁泄漏,同时提高了天馈线的集成度;采取空气介质,改善了天线的表面波特性,简化天线结构.文中依次给出了该贴片单元的仿真设计、阵列样机的性能试验、辐射效率评估及应用举例,从仿真和试验结果中可以看出,该天线形式具有良好二维扫描驻波特性,带内辐射效率可达到90％,同时具有低剖面、结构简单等特点,适于用作高机动、轻量化相控阵雷达系统的辐射单元.