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大型电扫相控阵雷达的天线方向图测试

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ｍａ ｔ ｅ ｍｅ ａ ｎｓ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｐ ｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎｄ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｎｎ ａ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｒ ｉ ｎ ｆ ａ ｒ ａ ｎｄ ｍｉ ｄｄ ｌ ｅ
速率 。
相位 分布 ， 再 通过 近／ 远 场 变换 ， 确 定待 测 天 线 方 向图 的 一种 间接测 试技 术 。近场 扫描 测试 技术 一般将 扫描
面取 为平 面 、 柱面 或 球 面 ， 并 相 应 的称 为 平 面 、 柱 面 或 球 面近场 测试 技 术 ， 通 常 需要 在 暗室 内进 行 。对 于 大 型 雷达来 说 ， 庞大 的天 线无 法进 入暗 室 ， 在 外场 也难 以 构 建近场 扫 描测试 系 统 。 因此 ， 近 场 扫描 测 试 无 法 适
大 型 电扫 相 控 阵雷 达 的天 线 方 向 图测试
王 侃 ， 王 真 ，
（ １ ．南京 电子技 术研 究所 ， 南京 ２ １ ０ ０ ３ ９； ２ ．天 线与微 波技 术 重点 实验 室 ， 南京 ２ １ ０ ０ ３ ９ ）
摘要 ： 天线方 向图是天线辐射特性的重要参数 ， 大型 电扫相控阵雷达 的天线方 向图往往难 以准确测量 。扫描方 向图是利用 电扫相控阵波束捷变的特点形成 的方向图 ， 较 为准确地 表征 了天线 的辐射 特性 ， 是对 天线 方向 图很好地 近似。文 中结 合多
（ ２ ．Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｏ ｎ Ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ａ ｎ ｄ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ３ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｃ ｕ ｌ ｔ ｔ ｏ ｂ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｘ ａ ｃ ｔ ｌ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ａ ｍ ａ ｇ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ — ｓ ｃ ａ ｎ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｉ ｓ ａ ｗ ｅ ｌ ｌ ａ ｐ ｐ ｏｘ ｒ ｉ —
Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ Ａｎｔ ｅ ｎｎ ａ Ｐａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｏ ｆ Ｌａ ｒ ｇ ｅ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ ． ｓ ｃ ａ ｎ Ｐｈ ａ ｓ ｅ ｄ Ｒａ ｄ ａ ｒ
Ｗ ＡＮＧ Ｋａ ｎ 。 Ｗ ＡＮＧ Ｚｈ ｅ ｎ ・
ｆ １ ．Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ３ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第３ ７卷
第 ８期
现 代 雷 达
Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｒａ ｄ ａ ｒ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ．８ Ａｕ ｇ．２０１ ５
２ ０ １ ５年 ８月
・
天馈 伺 系统 ・
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ５ ９ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ ４ — ７ ８ ５ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ８ ． ０ １ ４
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ： Ｔｈｅ ａ ｎｔ ｅ ｎ ｎａ ｐａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｉ ｓ ｏ ｎｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｓ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｅ ｌ ｅｃ ｔ ｏｎｉ ｒ ｃ— ｓ ｃ ａ ｎ ｐ ｈａ ｓ ｅ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｓ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｆ ｉ— ｆ
０ 引 言
雷达是 战 争 的产 物 ， 天线 是 雷达 的重要 组成 部分 ， 相控 阵雷 达天 线是 由许 多天线 单 元排列 而 成 的定 天
线 。 电扫 相控 阵通 过改 变天 线单 元 的激励 相位来 实 现 波束 的快 速捷 变 ， 可大 幅 提 高 雷 达信 息 的获 取 和 更新
个大型雷达的工程研制经验论述 了在远场 和中场测试天线方 向图的方法 ， 提高了测试效率和精度 ， 得到 了令人满意 的结果。
关键词 ： 天线方 向图； 电扫相控阵 ； 扫描 方 向 图 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ８ ２ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ － ７ ８ ５ ９ （ ２ ０ １ ５ Ｊ ０ ８ － ０ ０ ５ ５ — ０ ３
ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｒｅ ａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｅ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｂ ｙ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ・ ｓ ｃ ａ ｎ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｒａ ｙ ；ｓ ｃ ａ ｎ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｒ

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相控阵雷达天线方向图仿真研究

相控阵雷达天线方向图仿真研究


5 结束语
图 2 出现栅瓣的天线方向图
对于相控阵雷达天线方向图的仿真 ,在实现波束扫 描的同时 ,必须消除栅瓣 。通过理论研究和 Matlab 仿 真实验可知 ,天线方向图的栅瓣问题与波长λ、阵元间 距 d 以及波束指向θ0 密切相关 。当波长λ取定以后 , 只 要调整阵元间距 d 使其满足一定的条件 ,天线方向图便 不会出现栅瓣 。
using Matlab [ M ] . New Yo rk : Chap man & Ha H / CRC , 2000 [ 5 ] 梁广德 ,梁百川. 相控阵雷达信号截获与识别的仿真分析 [J ]. 航天电子对抗 ,1999 (3)
F(θ)
=
sin[πλN d ( sinθN sin[πλd ( sinθ-
sinθ0 ) ] sinθ0 ) ]
(4)
由 (4) 式可以看出 :
当
Nπd λ
(
si
nθ-
sinθ0 )
= 0 , ±π, ±2π, …, ±nπ( n
为整数) 时 ,分子为零 ;若分母不为零 ,则有 F(θ) = 0 。 当πλd ( sinθ- sinθ0 ) = 0 , ±π, ±2π, …, ±nπ时 ,式
φ = ψ = λ2πd sinθ0
(3)
式 (3) 表明 ,在θ0 方向 ,各阵元的辐射场之间 , 由于波程 差引起的相位差正好与移相器引入的相位差相抵消 ,结 果各分量同相相加获最大值 。
显然 ,为满足式 (3) 要求只需改变φ值就可改变波 束指向角θ0 ,从而形成波束扫描 。
3 栅瓣问题
将φ与波束指向θ0 之间的关系式 (3) 代入式 (2) 可 以得到
h = gcf ; f name = sp rintf (′N %d - d %f - t heta0 %d. p ng′,
在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法

在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法

在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法郝延刚;李淑华【摘要】On the basis of the commonly used antenna pattern measurement method, is the size of a large array antenna taken into consideration, and designed a set of array antenna pattern testing method in an outdoor test field. According to this method, the array antenna pattern of a particular model of aircraft is firstly tested. Then the radiation pattern of the pitch surface is measured and compared with the theoretical simulation results thus proving the accuracy of the experimental program. Finally, the experimental error is analyzed.%在常用天线方向图测量方法的基础上,考虑大型阵列天线尺寸大的特殊性,并且结合实际测量条件,设计出一套在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法.按照此方法,对某型号飞机的阵列天线方向图进行测试.测得其俯仰面辐射方向图后与理论仿真结果对比,论证实验方案的准确性,并对实验误差进行分析.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)029【总页数】4页(P7745-7748)【关键词】阵列天线;方向图;室外测试场【作者】郝延刚;李淑华【作者单位】海军航空工程学院青岛分院,青岛266041;海军航空工程学院青岛分院,青岛266041【正文语种】中文【中图分类】TN820.1阵列天线具有较强的方向性和较高的增益，并且能够实现方向图扫描等优点。

在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法

在室外测试场中阵列天线方向图的测试方法


络分析仪能接收记 录被测天线在各个方位角 所接
收 到 的相 对信 号 电平 ， 器 动态 范 围不 小 于 ５ Ｂ 仪 ０ｄ 。 在 系统规 定 频 率 范 围 内校 准 检 验 仪 器 和 仪 表 。 主
关键词
阵列天线
方 向图
室外测试场 文献标志码 Ａ
中图法分类号
Ｔ ８０ １ Ｎ ２． ；
阵列天 线具 有 较 强 的方 向性 和 较 高 的 增 益 ， 并
状态［ 。
且能够实现方 向图扫描等优点 。随着无线通 信 的
迅 猛发 展 ， 阵列 天 线 越来 越 多 地 被 应 用 其 中。 阵列
天线可 以实现单 个 天 线所 无 法 实 现 的复 杂 功 能 ， 具 有 更大 的灵 活性 和 更 高 的信 号 容 量 ， 能显 著 提 高 系
本 文 以某 型 号 飞 机 的 雷 达 阵 列 天 线 为测 试 目 标， 对其 辐 射特性 和端 口特 性 进行 测 试 。该 天 线 以
件 为 ： １ 辅 助 天 线 和被 测 天线 之 问 的距 离 应 满 足 （） 最小 测 试距 离。 （ ） ２ 气候 条件 和 机 械应 力 等应 符 合
天 线产 品规范 的规定 。（ ） 避 免 或设 法 减少 外 界 ３应
统 自带 源天线 （ 元 为半 波 振 子 的 １×３行 阵 ） 网 阵 ，
２１ ０ ２年 ６月 ７日收到， ６月 ２ ５１ ３修改 第一作 者简介 ： 郝延 刚 （ ９７ ） 男 ， １ ８ 一 ， 黑龙江齐 齐 哈尔人 ， 硕士研 究 牛， 研究方 向 ： 军用 飞行器天线设计 。
度为 ５Ｉ， 度 为 ２ｉ， Ｉ宽 Ｔ 重量 约 为 ３０ｋ 。 由于室 内 ｎ ０ ｇ 测试场 受 空 问 大 小 的 限 制 ， 且 该 天 线 由于 尺 寸 并
一种数字相控阵二次雷达阵列方向图测试蒋有文马莎莎眭永明

一种数字相控阵二次雷达阵列方向图测试蒋有文马莎莎眭永明

一种数字相控阵二次雷达阵列方向图测试蒋有文马莎莎眭永明发布时间：2021-12-08T02:35:51.119Z 来源：《探索科学》2021年10月上19期作者：蒋有文马莎莎眭永明[导读] 数字相控阵二次雷达TR组件具有数字收发功能，天线阵列具有内耦合校准功能的特点。

四川九洲电器集团有限责任公司蒋有文马莎莎眭永明绵阳 621000摘要：数字相控阵二次雷达TR组件具有数字收发功能，天线阵列具有内耦合校准功能的特点，本文设计了一套数字相控阵二次雷达天线阵列方向图测试和处理方法，解决了数字相控阵天线方向图测试难题。

场测试结果表明，该方案合理可行，能够完成数字相控阵方向图测试，从而实现对收发波束性能评估。

关键词：数字相控阵二次雷达阵列方向图0 引言随着芯片技术和数字处理技术的快速发展，数字相控阵技术已广泛应用于雷达、二次雷达、通信、导航等无线电探测和通信领域，其主要特点是利用先进的数字信号处理技术，如数字滤波、变频、自适应波束形成技术等，获得优良的波束形成性能。

原传统体制的二次雷达系统天线测试方法不再适用，需结合数字相控阵体制的特点，对原测试系统进行改进，以满足数字阵相控阵天线方向图测试需求。

本文对基于数字相控阵体制的二次雷达天线阵列方向图测试方法开展相关技术研究，针对数字相控阵二次雷达设备数字TR组件各通道自身具有收发功能，并结合原测试系统天线扫描架，设计了一套利用二次雷达设备进行自发自收的方向图测试和处理方法。

1.二次雷达天线阵列模型二次雷达天线阵列常采用一维线型阵列，仅在水平方向上进行扫描，本文研究具有个天线单元的天线阵，单元水平间距为，常设计（为最高工作频率波长），如图1所示。

根据线性相控阵波束形成理论，当收发波束与天线阵列法线成角度时的收发方向图如公式（1）所示，2.二次雷达数字相控阵列方向图测试传统的天线测试系统通过测试系统自带的信号源和信号分析仪发射、接收和量化信号，并对数据进行处理，实现阵列方向图测试。