宽带相控阵雷达的波控系统设计

宽带相控阵雷达要求波控系统不仅能完成窄带方式下的移相控制,还应具有宽带方式下的延时控制,实现雷达系统高分辨探测.文中采用了"广播式传输、分布式运算"的波控系统方案,设计了基于数字信号处理器(DSP)的波束控制器,完成波束的实时运算和相位控制,在子阵级和单元级实现了宽带方式下延时控制算法,并在工程上得到了验证.     

一种新型相控阵体制的波控单元设计

针对一种新型相控阵传输体制的特点和要求,对相控阵设备中的波束控制单元的实现方法展开研究。设计硬件布局与实现方案,并对基于FPGA和单片机的嵌入式软件架构进行深入分析与讨论,重点研究T/R组件接口模块、定时动作模块等主要功能单元的设计方法,探讨波束控制单元的主要工作流程,给出了完整的设计与应用方案。试验结果表明,依据该方案研制的波控单元试验结果满足新型相控阵体制的信息传输要求。     

有源平面多功能相控阵的宽带孔径

随着高g、高速导弹的使用,占居整个电磁频谱的机载、舰载和陆用威胁雷达在不断地扩展,这就要求现代防御系统不仅能覆盖宽频带宽,而且能覆盖宽范围的视界角。战术飞机上现有的可容纳天线的位置数有限,这就鼓励发展适合于多种雷达功能以及电子对抗(ECM)和电子侦察(ESM)功能的、可编程的多功能(或共用孔径)天线系统。如ICNIA和PAVE PILLAR一类程序早已对战术飞机的共用孔径系统作过验证。只有相控阵才具有满足共用孔径系统要求同时也满足战术飞行器恶劣环境和空间限制要求所必要的扫描角覆盖范围、频带宽度和计算机控制的灵活性。本文将论述提供孔径(天线单元的阵列)的问题,该孔径与其工作带宽和栅瓣要求相一致,并且可组成收-发(T/R)模件相控阵。要求的频率覆盖范围已逐渐加宽到使目前典型的频带带宽超过几个倍频程。随着频率覆盖范围的增大,可以考虑的辐射元类型已逐渐减少。目前,随着频带宽度超过三个倍频程,只有像对数-周期阵列、指数切口或扩口缝隙那样的端射单元才可视作可行的辐射元。孔径性能的另一限制是孔径提供给阵列其余部分的有效扫描电压驻波比(VSWR)。需要研究和弄清的是在低频时发生的高有效扫描VSWR的现象。本文将讨论适合于多功能系统应用的有源线阵和宽带相控阵孔径的设计和性能。     

相控阵孔径级同时收发技术研究

传统同时收发技术主要针对无线通信中的单元级天线配置进行研究,文中以大规模阵列作为研究对象,研究针对孔径级的收发同时技术,实现了大规模相控阵体制下的收发隔离。结合自适应阵列加权和收发隔离技术,以拉格朗日乘子法获得最优加权矢量。通过最小化耦合信号、最大化期望方向增益来构造代价函数,求得在线性约束最小方差准则下的最优权值。结果表明:在不影响目标检测性能的情况下,该方法能提供110 dB以上的隔离度,具有一定的工程参考意义。     

分布式宽带相控阵雷达波束控制技术

介绍了宽带相控阵天线孔径渡越时间延时补偿原理,提出了一种分布式宽带大角度扫描相控阵天线阵面波束控制技术,该技术采用孔径渡越时间分级延时算法和高精度通道相位误差补偿.通过仿真和实测数据,证明了该技术可有效改善宽带相控阵雷达色散效应,得到性能与系统复杂度之间的平衡,并基于分布式分层求解波束运算控制系统实现了工程化应用.     

宽带相控阵雷达孔径渡越现象研究

研究了宽带相控阵雷达电扫描时的孔径渡越现象,分析了该现象的产生机理,指出了其对脉压成像的影响,提出了使用数字信号处理进行补偿的方法及其适用条件,并进行了仿真验证。最后就孔径渡越现象对宽带相控阵成像雷达脉压影响的补偿方法作了探讨。     

宽带相控阵测向技术研究

相控阵天线要实现宽带处理一直是一个难题,带宽宽天线波束指向会发生偏移,由于孔径渡越会引起信号发生畸变。通过对带宽影响的机理分析和无源测向机理的分析,提出了一种宽带有源相控阵测向实现方法。利用该方法可以在一定工程可实现的边界约束条件下完成宽带相控阵测向。     

一种机载相控阵雷达波控系统设计

ISAR干扰效果评估一直是电子对抗领域的热点和难点问题。针对传统客观评估指标存在不足,提出了一种基于图像纹理特征的ISAR干扰效果评估方法。该方法充分考虑了干扰前后图像像素点之间的相关性,其特征向量组涵盖了目标方向、相邻间隔、变化幅度、位置特征及能量变化等多维信息的变化,体现了一种多指标信息融合的体系评估思路。最后,结合ISAR实测数据进行了仿真实验,结果表明该方法不仅能够准确反映干扰前后图像细节纹理的变化,而且能够有效实现干扰样式的优选,有效提升了干扰效果评估的稳健性和可靠性。     

现代相控阵雷达天线波控技术研究

本文介绍了相控阵雷达天线波控系统的功能、原理、特点。并根据雷达技术的发展介绍了一种典型的现代相控阵波控系统的方案,同时汇总了一些在工程上会出现的难题并给出了相应的解决办法,最后指出了波控技术的发展趋势。     

一种低轨卫星通信终端的数字波控方法

针对低轨卫星通信场景下地面终端需自动追星的问题,提出了基于相控阵的波束控制方法.首先利用卫星的位置以及终端的位姿信息计算终端对星的初始指向角,并用该指向角计算相控阵各阵元的移向量完成初始对星,然后利用相控阵在数字域进行圆锥扫描实现对星的精跟踪.仿真结果表明,所提方法能较好完成终端的对星工作.     

一种宽带单元数字化有源相控阵发射多波束时延设计

通过侦干探通多功能一体化物理集成,实现任务可定制,提升作战应用灵活性,是未来电子装备发展的必要趋势之一。针对多功能一体化应用的宽带单元数字化有源相控阵雷达发射多波束时存在的孔径渡越问题,利用基于正交投影的多波束形成算法,联合整数和分数阶时延相结合的数字时延方法完成上行链路设计。通过计算机仿真,对发射多波束的方向图性能、波束间隔离度、增益损失、波束副瓣性能进行考察,验证了设计的有效性。     

机载相控阵雷达小型化高速波控设计与实现

介绍了一种机载有源相控阵雷达波束控制器的设计。在机载有源相控阵雷达波束控制系统的设计中，除了保证系统所要求的波束转换速度外，还需要对被控机进行小型化设计，因此，小型化、高速度、高可靠性与灵活性是该类雷达被控系统设计的关键技术；相位计算时将坐标原点设在二维平面的中心，然后将二维平面均分为4块，每一块定义为一个象限，用4个硬件相同的模块来构成全硬件、可编程的被控机。被控机采用了大容量的F1ash存储器，使天线系统初始的相位和幅度可以在线编程。完成了天线阵近场的联试及整个雷达系统的外场联试，同时在某机场观察到目标。     

宽带相控阵雷达Stretch处理孔径渡越时间数字补偿技术

本文分析了宽带相控阵雷达采用线性调频(LFM)信号时孔径渡越时间对波束指向的影响,给出了经典的时间延时单元(TDU)补偿方法,针对用线性调频信号Stretch处理特点,提出了采用全数字方法实现孔径渡越时间补偿的方法,实验与模拟结果表明本文提出的方法是有效的.     

基于子阵结构的大孔径相控阵天线设计

在卫星通信和飞行器测控中,大孔径相控阵天线结构上采用前端模拟子阵和阵间数字波束形成相结合的方式,可以克服天线面临的时间色散问题。子阵规模通过成本和子阵色散确定,阵间波束形成采用空时二维延时滤波器结构,滤波器系数采用查找表方式获得,便于工程实现。计算机仿真验证了系统结构、子阵划分、延时滤波器设计的正确性。     

一种天线馈源用宽带孔径耦合层叠微带贴片阵的设计

介绍了一种宽带孔径耦合层叠微带辐射单元的工作原理,着重分析了该辐射单元主要结构尺寸对其阻抗带宽的影响。该辐射单元阻抗带宽（VSWR≤2：1）在S波段达到了30％以上。作为某抛物反射面天线的馈源,由4个该辐射单元组成四单元微带贴片天线阵后,其性能满足天线系统要求。     

一种宽带稀布阵综合脉冲孔径雷达的测高方案

SIAR(稀布阵综合脉冲孔径雷达)是一种全新的数字综合孔径米波四坐标雷达。文中介绍了这种雷达试验系统的主要原理,针对该雷达在测高方面的不足给出了一种基于距离高分辨的多路径测高方法。该方法通过分辨出新型宽带SIAR的多径信号回波,获得了对测高精度的改善。并对这种测高方法进行了分析和仿真,证明了该方法的有效性。     

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)。     

箭载共形相控阵天线波控系统设计分析

为完成适用于天基测控的箭载共形相控阵天线对波束指向控制的需求,分析了箭载天线波控系统的设计要求与任务,论述了平面相控阵天线波控系统的实现方法,并根据波控系统基本原理推导出基于阵因子函数的箭载共形相控阵天线波控算法。针对运载火箭天基测控这一新需求提出了基于查表法的集中式波控设计方案,给出了系统设计方法。样机测试结果表明,该波控系统方案正确、可行,满足工程需求。     

一种相控阵雷达波控测试系统的设计

介绍了一种基于高速数据采集卡和MATLAB软件的某相控阵雷达波控测试系统的组成和工作原理，给出了测试结果。与传统的测试方法相比，该系统由计算机全程控制测试过程，测试时间短，结果直观。