為了實現(xiàn)相控陣系統(tǒng)的校準(zhǔn),降低幅相誤差對相控陣系統(tǒng)性能的影響,提出了一種二次雷達相控陣系統(tǒng)的自動校準(zhǔn)方法。分別介紹了發(fā)射校準(zhǔn)和接收校準(zhǔn)的流程,闡述了基于互耦原理的相控陣系統(tǒng)校準(zhǔn)方法,針對二次雷達相控陣系統(tǒng)天線振子的結(jié)構(gòu),結(jié)合互耦校準(zhǔn)法可以實時對相控陣系統(tǒng)進行校準(zhǔn)和維護。最后通過實驗證明所設(shè)計的校準(zhǔn)方法可以有效降低了相控陣系統(tǒng)的維護成本和難度。 

【文章來源】：國外電子測量技術(shù). 2020,39(08)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

校準(zhǔn)原理

二次雷達天線系統(tǒng)的波束包括詢問波束和控制波束，其方向如圖2所示。其中詢問波束由主波瓣和許多幅度較低的副瓣組成；控制波束又稱為全向波束，在除了詢問波束主瓣方向外，其他方向上的增益均超過詢問波束。應(yīng)答機通過比較兩波束脈沖的相對幅度大小，判斷接收到的詢問是否為主瓣詢問。現(xiàn)階段二次雷達相控陣天線一般由若干個天線振子等間隔排列組成，每個天線振子中均豎直排布著兩個偶極子。其中一個詢問通道偶極子分別與一個TR模塊相連；另一個控制通道偶極子和其他陣元的控制通道偶極子連接在一分N功分器的一端，功分器另一端與一個TR模塊相連。因此相控陣天線工作時通過一個TR模塊生成控制波束，而詢問波束由若干個TR模塊經(jīng)過幅相加權(quán)后形成。

為了驗證本文設(shè)計的相控陣自動化校準(zhǔn)功能，在測試實驗中將相控陣天線和系統(tǒng)主機之間的連接線纜換為不等長的射頻電纜，以此來模擬由器件老化、環(huán)境變化等因素造成的相控陣系統(tǒng)陣元通道間的幅相差異。接下來在暗室中對相控陣自動化校準(zhǔn)性能進行測試，因為測試天線為30陣元的圓陣，故將天線掃描范圍均勻分為30個扇區(qū)，每個波位對應(yīng)一個扇區(qū)。試驗中分別測試了-104°、-92°、76°和88°所對應(yīng)波位的天線方向圖，測試結(jié)果如圖3所示。4條曲線為兩組相鄰波位的歸一化方向圖，從圖3可以看出所測試的4個波位天線副瓣均低于15dB，波束寬度均為13°，波位中心方向未發(fā)生偏離，該結(jié)果與理想狀態(tài)下相同加權(quán)系數(shù)仿真所得方向圖相同，由此可以證明本文所設(shè)計校準(zhǔn)系統(tǒng)的有效性和準(zhǔn)確性。本方案在相控陣系統(tǒng)校準(zhǔn)過程中無需其他專用儀器輔助測量，相比其他校準(zhǔn)方案校準(zhǔn)過程簡單，校準(zhǔn)速度快，可以有效降低相控陣系統(tǒng)的外場維護成本。4 結(jié)論

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種耦合形式的相控陣自校準(zhǔn)技術(shù)[J]. 王震,丁卓富,陳超.  電子信息對抗技術(shù). 2020(01)
[2]基于FPGA的多普勒雷達測速系統(tǒng)[J]. 張建宏,武錦輝,劉吉,蘇凝鋼.  國外電子測量技術(shù). 2019(12)
[3]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機器人實時避障算法[J]. 李衛(wèi)碩,孫劍,陳偉.  儀器儀表學(xué)報. 2019(11)
[4]基于調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 張宗昱,余文鑫,葉昊林.  電子測量技術(shù). 2019(18)
[5]SAR圖像多層次正則化增強及在目標(biāo)識別中的應(yīng)用[J]. 謝晴,張洪.  電子測量與儀器學(xué)報. 2018(09)
[6]基于互耦測試的相控陣天線系統(tǒng)校準(zhǔn)研究[J]. 蘆海平,呂濤,羅建.  計量與測試技術(shù). 2018(08)
[7]微波無線能量傳輸中基于旋轉(zhuǎn)矢量法的發(fā)射天線陣相位快速優(yōu)化[J]. 趙應(yīng)盛,劉長軍.  應(yīng)用科技. 2018(05)
[8]基于FPGA的寬帶雷達回波信號處理板設(shè)計[J]. 顧振杰,劉宇.  國外電子測量技術(shù). 2017(01)
[9]有源相控陣天線的近場校準(zhǔn)[J]. 焦禹,陳文俊.  電訊技術(shù). 2016(04)
[10]相控陣天線測量校準(zhǔn)方法分析與比較[J]. 韋哲,黃世釗.  四川兵工學(xué)報. 2014(01)

博士論文
[1]相控陣天線測量與校準(zhǔn)技術(shù)及其誤差分析[D]. 隆銳.電子科技大學(xué) 2017
[2]相控陣天線快速測量與校準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 尚軍平.西安電子科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]陣列天線設(shè)計及非線性校準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 陳柏?zé)?電子科技大學(xué) 2017



本文編號：3591179