光控相控阵天线的关键技术研究

发布时间：2020-01-31 12:48

【摘要】：相控阵雷达天线由于转向速度快、能见度低、难以被检测等优点在现代通信系统中具有越来越重要的地位。为了提高雷达抗干扰能力,减少反辐射导弹威胁,增强目标分辨力和识别力,解决多目标成像问题,相控阵雷达天线和其他天线一样须拥有尽可能大的瞬时带宽。但是相控阵雷达本身具有的孔径效应和孔径渡越时间使其波束的指向随频率变化而偏移,即在发送和接收时信号有一定的延迟。光技术能够提高雷达系统要求的无偏斜、宽瞬时带宽的实时延迟波束控制。光控相控阵在大扫描角下实现瞬时带宽方面有巨大优势。光纤可实现信号延迟器、信号分配器的功能,同时可以作为传输信道。信号延迟调节器的精度取决于光纤的切割精度,因而利用高精度的光纤可以获得很高的延迟精度和相位精度。故现阶段如何利用光纤来消除相控阵雷达天线的孔径渡越时间和孔径效应成为大家广泛关注的热点。本文在传统微带准八木天线的基础上设计出不同的单元天线,通过增加引向器来提高传统微带八木天线的带宽和增益、减小天线的尺寸以实现单元天线的小型化,通过仿真分析和实物测试验证了单元天线具有宽带宽和高增益的性能。最后将单元天线进行组阵,设计出二单元、四单元、六单元和八单元四种直线阵列。仿真和测试结果表明,随着阵元数的增加,天线阵增益逐渐增加,天线性能逐渐变好。在光控相控阵天线系统的设计中,首先将输入端的RF信号通过激光器进行直接调制,然后将调制信号经光耦合器进行分路后利用不同长度的光纤来实现不同时刻的延迟,最后将延迟后的调制信号通过光电检测器解调为RF信号和光信号后,将解调的RF信号通过天线阵输出到自由空间。把光电子技术应用于相控阵雷达,可以在大扫描角下实现大瞬时带宽,并在提高雷达的分辨力、识别能力,解决多目标成像,对抗反辐射导弹,简化结构,减小体积、重量,抗恶劣电磁环境,易维护等方面有巨大的优势。本文所提出的光控相控阵天线系统具有较高的理论意义和实践意义。
【图文】：

4GHz收发共用天线阵结构图

图 1-2 11 11天线阵结构图[2] 成员 Boon-Kok Tan 等人在传统准八木天线的基u 波段（ 11 18GHz）的采用共面带线馈电方式 所示，通过仿真测试，，反射系数 S 11 9dB时带
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN957.2

【参考文献】

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本文编号：2575039