X波段阵面校准技术研究

论文摘要

随着半导体技术,包括各类晶体管、集成电路、信号处理、数据处理和计算机技术等突飞猛进的发展,极大地推进了相控阵雷达技术的发展,并降低了相控阵雷达的造价,当前世界各国新研制的雷达多数为相控阵雷达。相控阵天线依靠控制各通道的相位,实现波束扫描,而通道的幅相变化将影响到阵面性能,因此必须开展阵面校准的方法研究,校准方案反过来又影响着相控阵系统的设计。为达到校准和诊断的目的,专家学者研究了多种方法,如内监测校准法、外监测中场校准法、远场校准法等这些方法具有一定的适用对象,在系统设计时必须考察使用条件。本文以X波段试验阵面为平台,着重研究了外监测技术中极化效应和校准算法。本文分析了线极化的收发天线间极化效应引入误差的形式,进行了研究仿真,给出抑制收发天线间极化效应误差的约束条件;在校准过程中,传统的单路通方法的测试信号通过波束形成网络后,信号功率衰减较大,致使信噪比太低,严重影响到校准结果,本文提出了“局部反相法”,测试过程中子阵级单元全部导通,通过控制某几个通道相位变化,组成线性方程组,解出各单元幅相值,有效解决了传统单路通方法信噪比较低的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.2 研究的目的
• 1.3 论文的结构
• 2 相控阵的基本原理
• 2.1 相控阵的组成
• 2.2 相控阵天线的工作原理
• 2.2.1 坐标系定义
• 2.2.2 相控阵扫描原理
• 2.3 相控阵天线主要性能的参数
• 2.3.1 天线方向图
• 2.3.2 天线方向性系数和增益
• 2.3 误差对相控阵天线性能的影响
• 2.3.1 对天线方向图的影响
• 2.3.2 对天线波束指向的影响
• 2.3.3 对天线副瓣的影响
• 2.4 相控阵天线的测量技术
• 2.4.1 远场测量
• 2.4.2 平面近场测量
• 2.4.3 聚焦法测量
• 2.5 本章小结
• 3 相控阵校准技术
• 3.1 内监测校准技术
• 3.2 互耦法校准
• 3.2.1 三角形栅格平面阵列校准
• 3.2.2 矩形栅格平面阵列校准
• 3.3 中场校准技术
• 3.3.1 中场一点法
• 3.3.2 中场两点法
• 3.4 远场校准技术
• 3.5 矢量旋转法
• 3.6 本章小结
• 4 校准技术研究
• 4.1 极化效应分析
• 4.1.1 极化的定义
• 4.1.2 线极化效应分析
• 4.1.3 几种典型情况的仿真
• 4.2 校准中的算法研究
• 4.2.1 测试过程
• 4.2.2 仿真结果
• 4.3 小结
• 5 试验平台及测试数据
• 5.1 试验平台
• 5.2 极化效应测试
• 5.3 阵面校准结果
• 5.3.1 阵面测试过程
• 5.3.2 局部反相法校准结果
• 5.5 试验结论
• 6 结论
• 6.1 研制总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献