星载相控阵天线的技术现状及发展趋势

星载相控阵天线采用现代微波集成技术,在有限的卫星平台空间条件下,实现独立控制的多个点波束,满足未来通信的需求。相控阵天线可以实现波束间通信容量的调整,还可以根据需要改变波束形状,使用自适应调零的抗干扰技术,这些技术已在国外星上设备中广泛采用,具有广阔的发展前景。文章介绍了星载相控阵天线的研究现状、关键技术,以及发展趋势,并对我国星载相控阵天线技术的发展提出了建议。     

基于FPGA的相控阵天线波束控制器设计

相控阵天线的电扫描特性使其具有扫描灵活、指向精确、可靠性高和抗干扰能力强等特点.波束控制技术作为相控阵天线的关键技术之一,直接影响系统效能的发挥.多波束相控阵天线支持跳波束通信模式,对波束的快速切换提出了更高的要求.针对波束扫描快速响应需求,对常规波束控制算法进行分解和优化,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的...     

基于高频时钟驱动的CPLD超声相控发射电路仿真设计

对各阵元发射延时电路的精确控制是相控阵超声发射波束形成中的关键环节。设计了一种基于250 MHz高频时钟驱动的可编程逻辑器件(CPLD)高精度相控发射电路,通过使用格雷码计数器和流水线优化处理最终实现4 ns的相控发射分辨率。仿真结果表明,该相控阵发射电路能够达到很好的相控发射精度。     

宽带相控阵馈源可展开反射面天线研究

为满足星载高增益天线的应用需求,本文设计了一种带有相控阵馈源的伞状可展开反射面天线。首先介绍了反射面天线可展开机构的原理及设计,由碳纤维天线肋和金属编织网面组成反射面,在高精度可展开机构的动作下实现其收拢和展开,从而大幅减小其收藏包络尺寸。对于直径为1.14 m的可展开反射面天线设计了宽带相控阵馈源,采用金属Vivaldi天线作为相控阵单元,根据极化方式、焦径比和扫描范围选择排列成双极化矩形阵列,使可展开反射面天线在8～16 GHz内实现二维波束扫描,通过电磁仿真进行验证,仿真结果表明,宽带相控阵馈源能够有效地增加可展开反射面天线的视场,反射面天线在8 GHz、12 GHz和16 GHz时扫描到0°的增益分别是38.03 dB、40.65 dB和41.48 dB,扫描到+3°的增益分别是37.68 dB、40.68 dB和41.09 dB。     

一种宽带天线单元及其在共形相控阵中的应用

提出一种工作频段较高、带宽较宽的共形相控阵印刷振子单元改进结构,并组成一个平面阵列和多个不同结构形状的共形阵天线,进行实验研究。通过对单元结构参数的仿真优化,得到一个频带较宽( 5 5 % )、法向交叉极化较大( >1 8dB)、单元增益较高( 7 7dB～8 9dB)的天线。这些实测结果与仿真结果吻合良好。并通过多种阵列的实验研究,得出了一些关于共形相控阵随阵列结构变化而变化的规律。     

相位量化对相控阵天线峰值副瓣电平影响的研究

对相控阵天线扫描时由于相位量化的影响引起的峰值副瓣电平的恶化进行了分析;推导了峰值副瓣电平恶化的估算公式。计算机模拟结果表明,理论分析与仿真结果一致性较好。     

基于2种不同单元形式的相控阵天线设计比较

对相控阵天线的二维相扫、波束控制、栅瓣、波束展宽等关键点进行了讨论,并结合某型产品设计了2组阵面。通过仿真计算和实物实测,对开口波导单元和印刷振子单元以及2种不同单元各自组阵的情况加以比较,阐明两者之间的优缺点及在不同领域的应用,为后续工程应用提供了参考和支撑。     

宽带相控阵雷达Stretch处理聚焦波束形成技术

为适应现代电子战的需要 ,雷达正在向具有多目标探测能力的多功能相控阵雷达发展 ,雷达本身除了对目标有检测、跟踪的常规功能外 ,还要求对目标具有成像功能。针对宽带相控阵雷达对目标高分辨率距离成像的Stretch处理方法 ,在利用补偿对所需目标回波宽带散焦的聚焦矩阵的基础上 ,提出了Stretch处理后聚焦波束形成方法。实验结果表明 ,该方法可有效地对目标聚焦波束形成 ,改善对目标距离像的处理     

一种机械式机动相控阵雷达目标跟踪算法研究

针对伺服延迟造成目标丢失的问题,为了提高相控阵雷达的跟踪能力,提出一种机械式机动相控阵雷达的目标跟踪算法,并且给出了方法的处理流程和算法仿真。仿真结果表明,提出的目标跟踪算法具有较高的跟踪精度和较快的收敛速度,能够满足机动相控阵跟踪的实时性要求。     

一种舰载相控阵制导雷达驻留时间动态调度算法

为了解决舰载相控阵雷达的实时驻留问题,提出了一种新的相控阵雷达驻留时间调度算法。依据工作方式优先级和目标信噪比来设计调度准则。首先分析了构建舰载相控阵雷达模型所需要的各种理论模型,包括自由空间目标回波功率、干扰模型、目标检测模型。在此基础上,提出了雷达时间动态调度算法机制。最后根据建立的舰载多功能相控阵雷达模型分析驻留时间分配,目标信噪比检测的效能,仿真结果表明了该算法的合理性和有效性。