相控阵雷达阵面电源保护电路的研制

阵面电源的保护电路关系到阵面电源的可靠性和安全性,关系到雷达的安全性和可靠性,文中提出了比较新颖的阵面电源的防浪涌电流的软启动电路、输入过欠压电路和缺相保护电路,并进行了仿真分析和试验研究,为阵面电源的设计提供了经验.     

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。     

大型相控阵雷达阵面维修机构设计

为保证大型相控阵雷达设备安装和维修作业的顺利,在方案设计时,一般会在雷达阵面前方安装一部阵面维修机构。阵面维修机构在总体布局上有两种典型的结构形式:一种是导轨沿阵面宽度方向,上下布局,称为横向式;另一种是导轨沿阵面高度方向,左右布局,称为纵向式。文章通过比较和实际应用研究,认为纵向式阵面维修机构更符合工程实际,并给出关键结构和安全性设计要点。     

搜索雷达阵面规模研究

本文针对搜索雷达阵面规模传统设计方法导致的过设计问题,通过局部到全域的理论分析,提出了一种快速、准确的最小规模计算方法。首先系统阐述了影响平面相控阵体制的搜索雷达天线阵面规模因素,理论推导了多边界约束条件下相控阵阵面收发通道数的通用解析表达式,结合雷达典型应用场景,通过计算给出了高度、俯仰角、方位角和探测距离等约束参数下的最小阵面规模。该方法对于相控阵体制搜索雷达的系统规模、作战使用方式和成本评估等论证和设计工作具有指导意义。     

舰用有源阵雷达的发展概况

有源阵雷达具有作用距离远、抗干扰性强、工作可靠且性能稳定等优点,是现代舰用防空雷达的发展方向。本文通过有源阵雷达的发展,论述21世纪初欧洲sampson雷达以及APAR雷达这两大类舰用源阵雷达的系统组成、作战效能、性能比较及作用和前景。     

相控阵雷达干扰抑制的子阵结构

本文考虑的问题是在子阵波束形成的多功能相控阵雷达中应如何配置自适应干扰抑制,并且还考虑了旁瓣对消器和子阵级的最佳处理方法。子阵级的最佳处理从其工作性能和实际应用来看具有很显著的优点。本文主要讨论如何配置子阵的问题。     

一种基于FPGA的多面阵雷达时序控制器设计

多面阵雷达是一种利用多个两维相扫阵面协同工作的相控阵雷达,具有复杂的时序控制需求。针对该需求,提出了一种时序控制器设计方案。该方案利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,,FPGA)的灵活性和时序准确性,结合参数化设计,实现了Peripheral Component Interconnect express(PCIe)总线接口、通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)接口、时序产生等功能,很好地保证了复杂时序的统一调度。实际工程应用表明,该时序控制器设计合理,具有良好的稳定性和可测试性。     

大型相控阵雷达阵面结构设计研究

对国内外地面大型相控阵雷达阵面结构设计相关要求和结构形态进行概述,并针对某大型固定站相控阵雷达阵面结构体型大、安装精度要求高、动态变形要求高、阵面设备多、施工条件受限等具体工程特点,综合系统造型、结构刚强度及安全性、阵面精度保证,以及现场施工特性等因素,基于钢结构体系开展阵面结构设计,对大型天线阵面结构研制流程,以及大型钢结构天线骨架主要设计环节的实现方法进行了阐述,在保证刚强度和精度指标的同时,实现简约式造型和全组装架设。     

一种基于雷达阵面BIT的故障诊断算法分析

针对雷达阵面故障诊断难度日益增大的情况,提出了一种基于相关度与疑似度的雷达阵面故障诊断算法。该算法首先建立了基于映射关系的雷达阵面故障传播模型,然后利用故障相关度和疑似度分别解决故障集合和BIT信息集合庞大的问题。实验表明,该算法与其他算法相比具有较高的故障检测率和较低的故障误检率。     

域子阵分解数字化阵列雷达的时空自适应处理

鉴于现役雷达系统硬件的限制，大型相控阵雷达的数字式自适应波速形成通常在子阵上完成。从长远观点来讲，技术进步将使得研制“子阵数字化阵列雷达”（EDAR）成为可能，尽管这未必导致自适应处理一定要在子阵上来完成，自适应处理计算要求很高，随数字通道数量的立方而变化。因此，它将限制所用数字通道的数量。但是，如果对子阵进行数字化，就可随意地选择“自由度”（DOF）较低的方案，以使自适应波0束形成的性能最佳化。现已表明，使用“域子阵分解”（DF）的DOF较低方案可在载机截获强杂波（AI）的环境中改善其性能[2,3,4]。在本中，我们把在[2]中论述的DF技术扩展到“时空自适应处理（STAP）”，并论证了由于主波束和强、弱杂波所导致的模糊慢速运动目标的探测。     

收发分置相控阵雷达直达波抑制技术

分析了收发分置数字阵列相控阵雷达中直达波问题,研究了收发分置数字阵列相控阵雷达中直达波抑制方法,根据收发分置数字阵列相控阵雷达的工作方式、信号处理流程等特点以及雷达的实际应用,可采用收发隔离、数字波束形成零点抑制、异频滤波、自适应对消及脉冲压缩增益6个环节进行直达波抑制,理论分析和仿真结果表明所给出的直达波抑制方法能有效解决收发分置数字阵列相控阵雷达直达波干扰问题。     

平面相控阵宽角扫描技术

平面相控阵天线的宽带、宽角扫描理论与技术是当前天线电波传播领域的核心课题与关键技术,对高性能雷达、通信、导航等信息系统起到重要支撑作用. 研究表明,制约平面相控阵天线宽角扫描的瓶颈主要有：单元的波束形状、阵列排布方式以及扫描阵列中的耦合关系. 据此,本文将从以上三方面回顾平面相控阵宽角扫描理论与技术的发展历程,并对其研究发展做出展望.

     

Cantilever RF-MEMS for monolithic integration with phased array antennas on a PCB

This article presents the development and operation of a novel electrostatic metal-to-metal contact cantilever radio-frequency microelectromechanical system (RF-MEMS) switch for monolithic integration with microstrip phased array antennas (PAAs) on a printed circuit board. The switch is fabricated using simple photolithography techniques on a Rogers 4003c substrate, with a footprint of 200 µm × 100 µm, based on a 1 µm-thick copper cantilever. An alternative wet-etching technique for effectively releasing the cantilever is described. Electrostatic and electromagnetic measurements show that the RF-MEMS presents an actuation voltage of 90 V for metal-to-metal contact, an isolation of ?8.7 dB, insertion loss of ?2.5 dB and a return loss of ?15 dB on a 50 Ω microstrip line at 12.5 GHz. For proof-of-concept, a beam-steering 2 × 2 microstrip PAA, based on two 1-bit phase shifters suitable for the monolithic integration of the RF-MEMS, has been designed and measured at 12.5 GHz. Measurements show that the beam-steering system presents effective radiation characteristics with scanning capabilities from broadside towards 29° in the H-plane.     

一种舰载有源相控阵雷达天线舱腐蚀控制防护工艺研究

针对海用环境下一种舰载有源相控阵雷达天线舱的腐蚀控制防护设计展开论述,从改善天线舱工作环境、天线舱框架主要材料选择、密封设计、涂覆体系等方面进行控制防护,满足舰载有源相控阵雷达腐蚀控制防护设计的总体需求。     

波束合成对数字相控阵镜频分量影响分析

比较了模拟相控阵和数字相控阵在波束合成过程中信号分量与镜频分量的不同变化,分析它们对波束合成结果的影响,并提出在数字相控阵中判断镜频的思路。     

星载多波束相控阵天线等通量覆盖设计

针对低轨卫星码分多址通信体制,为了克服卫星波束大角度扫描带来的远近效应和波束间干扰,提出了等通量覆盖和波束间频率复用方案。针对低轨卫星环境建立合理的天线波束扫描的数学模型,结合子阵分割理论,采用遗传算法对正六边形天线阵列进行综合;通过对多波束相控阵发射天线的唯相综合结果分析表明:天线等通量覆盖、旁瓣、波束指向等指标都符合设计要求,有效验证了算法的正确性。     

有源相控阵雷达功率孔径积测试技术研究

有源相控阵雷达的发射具有分布式的特性,其发射系统功率孔径积的直接测量一直是工程中的难题。首先,介绍了一种雷达功率孔径积的测试原理、测试方法;其次,根据工程实际提出了直接法和比较法两种测试方法,并对两种方法的测试结果进行了比对;然后,给出了测试时波束法线对齐的逼近法流程、测试误差分析等;最后,通过对某型相控阵雷达的实际工程应用,进一步验证了测试方法的有效性。     

一种Ku波段综合馈电多功能板的研制

基于多层微波数字复合基板层叠互联技术,研制的Ku波段综合馈电多功能板集成了射频收发网络、电源分配网络、阵面波控及波控分配网络,主要负责16个片式T/R组件的功率分配与合成,同时为各T/R组件提供电源及控制信号。文中对多功能板的架构设计、工作原理进行了说明,重点介绍了各微波垂直互联电路和射频收发网络的设计,最后加工并测试了验证样件,测试结果良好。收发网络总口驻波＜1.9,分口驻波＜1.3,插损＜16 dB,相邻端口的隔离度＞20 dB,且幅度一致性≤0.602 dB,相位一致性≤6.429°。工程应用可行性和实用性得到了验证。     

新型宽带数字多波束相控阵天线设计

传统相控阵天线系统为实现多波束,在重量、体积、功耗等方面会有明显的增加,系统的基本可靠性也显著降低。基于软件无线电思想,利用超外差结构实现宽带信号变频,并对瞬时带宽内的信号同时进行模/数或数/模变换,再根据串口提供的每个波束方位、俯仰和频率等信息,在基带实现数字多波束形成。设计了一套S频段、瞬时宽带100MHz的数字多波束相控阵天线系统。测试结果表明,该天线可收发同时形成3个独立波束,每个波束在俯仰面0°~70°、方位面全向的扫描范围内实现EIRP值不小于40 dBm,G/T值不小于-20 dB/K的优良指标。该设计可以有效提高系统灵活性,降低系统的复杂度。     

宽带星载DBF相控阵天线设计与实现

针对低轨卫星通信天线波束"等通量"覆盖的赋形要求,采用遗传算法对天线阵列进行了多目标平衡优化综合.根据SHA阵和波束覆盖的空间旋转对称性,在波束空间和阵元空间内进行阵元分组,将波束形成矩阵自由度降为1/3,简化了遗传算法参数数量,为波束形成因子复用奠定基础.针对16波束宽带输入,利用DFT滤波器组、复用式波束形成网络、单音闭环校正等算法设计了分布式数字波束形成器和幅相校正单元,运算量降为原来的4.5%,节省硬件资源80%.最后首次完成了16波束61阵元星载DBF相控阵天线样机的研制,暗场测试结果表明波束增益达到等通量覆盖要求,验证了以上算法和工程设计的正确性与有效性.