某地波雷达阵列天线互耦分析与阵列误差校正

论文摘要

本文主要讨论了岸/舰双基地综合脉冲与孔径地波超视距雷达的天线互耦分析及阵列幅相互耦误差校正问题。根据该地波雷达的总体要求,发射采用偶极子阵列天线,分析了偶极子天线参数对天线性能的影响,研究了作为发射阵列天线单元的三个偶极子天线组成的端射阵,并对该端射阵列方向图进行了分析。天线互耦分析方面,利用矩量法和电磁仿真软件HFSS对该地波雷达的阵列天线进行了仿真计算,分析了阵列天线的阵元自阻抗、阵元间互阻抗、互耦随阵元间距和阵元长度的变化情况等方面的问题。阵列误差校正方面,给出了阵元幅相误差对该型雷达采用高分辨算法(MUSIC)估计目标方位时的影响,以及阵元互耦误差对阵列方向图的影响;推导了岸/舰双基地地波雷达存在发射阵列误差时的数学模型,给出了一种接收站利用接收的高信噪比的直达波信号对发射阵列幅相误差进行校正的方法。该方法类似于单基地时的有源校正类算法,由于是双基地体制,该方法并没有额外增加工程实现的难度。对于更一般的幅相互耦误差同时存在的情形,利用子空间理论、多组直达波信号进行阵列误差估计,仿真分析结果表明了该方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究历史和现状
• 1.3 本论文所做的主要工作
• 第二章 地波超视距雷达天线分析
• 2.1 引言
• 2.2 偶极子天线
• 2.3 三元天线端射阵列
• 2.3.1 天线阵列
• 2.3.2 三元端射阵列
• 2.3.3 仿真分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 阵列互耦的矩量法分析
• 3.1 引言
• 3.2 Pocklington 方程的推导
• 3.3 矩量法分析
• 3.3.1 矩量法介绍
• 3.3.2 线天线的矩量法分析
• 3.4 天线阵广义阻抗矩阵的计算
• 3.5 阵列间互耦的分析
• 3.6 仿真分析
• 3.6.1 天线表面电流分析
• 3.6.2 三元端射阵列阵元自阻抗分析
• 3.6.3 三元端射阵列阵元间互阻抗分析
• 3.6.4 阵元间阻抗随阵元变化分析
• 3.6.5 阵列间单元互耦功率分析
• 3.6.6 阵元长度对互耦影响分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 双/多基地地波雷达阵列误差估计与校正
• 4.1 引言
• 4.2 阵列误差的影响
• 4.2.1 幅相误差对高分辨算法影响
• 4.2.2 互耦对天线方向图影响
• 4.3 发射阵列误差的数学模型
• 4.3.1 发射阵列无误差时数学模型
• 4.3.2 发射阵列误差数学模型
• 4.4 利用直达波校正幅相误差
• 4.4.1 校正算法原理
• 4.4.2 仿真分析
• 4.5 利用直达波校正幅相互耦误差
• 4.5.1 校正算法原理
• 4.5.2 校正方法
• 4.5.3 仿真分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献