二维相控阵雷达天线毁伤分析
发布时间：2021-07-31 21:31
通过对相控阵天线工作机理进行分析,提出了基于雷达作用距离的相控阵天线毁伤判据与毁伤准则。建立AN/SPY-1D舰载多功能相控阵雷达天线模型,依据毁伤准则进行仿真评估分析,得到针对天线的毁伤分析结果。结果表明:对于AN/SPY-1D天线,当阵元毁伤比例超过50%时,雷达失效;同时对天线边缘区域阵元的毁伤将进一步造成雷达波束宽度的增加、分辨能力的降低。
【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
天线示意Fig.1AntennaSchematic
导弹与航天运载技术2020年94图2AN/SPY-1D物理模型Fig.2PhysicalModelofAN/SPY-1Db）阵元分布。AN/SPY-1D天线一个阵面共有4480个辐射元，其具体排列方式与天线性能和天线参数相关，由设计人员在天线研制初期设定。而本文只将天线作为打击对象，因此在不影响天线主要指标的前提下采取一定的简化，以便于模型的建立。根据相控阵雷达天线相关理论[6]，为避免因辐射元之间的耦合出现栅瓣，辐射元间距一般取波长的一半，即d=λ2。因此，在假设辐射元均匀分布的情况下，等效3.65m×3.65m的天线阵面上约分布67×67个辐射元，且每个辐射元截面大小为0.09m×0.09m。2.2电磁模型方向图是表征天线产生电磁场及其能量空间分布的一个主要参量，通过推导平面相控阵天线方向图函数，建立电磁模型，从而反映AN/SPY-1D雷达天线的方向图、增益、波束宽度等重要参数。考虑如图3所示的平面相控阵天线。图3矩形栅格平面阵Fig.3RectangularGridPlaneArray设位于z=0的无限大导电平面上的M×N个阵元以矩形栅格排列，x、y方向的阵元间距分别为dx、dy，则方向图函数为[14]()()()()sssssincossincossinsinsinsinae,,eexyjkmdjkmdmnmnEIθφθφθφθφθφθφ=f（4）式中()ssθ,φ为波束最大值指向；k为波数且k=2πλ；阵元间距dx、dy取λ2；I为对应阵元电流；()efθ,φ为单元因子，是矢量函数，表征阵列天线远区场的极化特性，对于大型相控阵，()efθ,φ对天线远区场的幅相特性影响不大，可以忽略不计，则方向图函数可简化为()π(sincossinscoss)π
简化，以便于模型的建立。根据相控阵雷达天线相关理论[6]，为避免因辐射元之间的耦合出现栅瓣，辐射元间距一般取波长的一半，即d=λ2。因此，在假设辐射元均匀分布的情况下，等效3.65m×3.65m的天线阵面上约分布67×67个辐射元，且每个辐射元截面大小为0.09m×0.09m。2.2电磁模型方向图是表征天线产生电磁场及其能量空间分布的一个主要参量，通过推导平面相控阵天线方向图函数，建立电磁模型，从而反映AN/SPY-1D雷达天线的方向图、增益、波束宽度等重要参数。考虑如图3所示的平面相控阵天线。图3矩形栅格平面阵Fig.3RectangularGridPlaneArray设位于z=0的无限大导电平面上的M×N个阵元以矩形栅格排列，x、y方向的阵元间距分别为dx、dy，则方向图函数为[14]()()()()sssssincossincossinsinsinsinae,,eexyjkmdjkmdmnmnEIθφθφθφθφθφθφ=f（4）式中()ssθ,φ为波束最大值指向；k为波数且k=2πλ；阵元间距dx、dy取λ2；I为对应阵元电流；()efθ,φ为单元因子，是矢量函数，表征阵列天线远区场的极化特性，对于大型相控阵，()efθ,φ对天线远区场的幅相特性影响不大，可以忽略不计，则方向图函数可简化为()π(sincossinscoss)π(sinsinsinssins),eejmjnamnmnEIθφθφθφθφθφ=（5）对于AN/SPY-1D天线，设计参数Imn与雷达使用条件相关，本文假设阵列均匀激励，即6767I×I=O，其中I为常量，由天线增益决定，O为6767×由0和1组成的矩阵，若（m，n）处元素为1，则
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外舰载相控阵雷达的发展及未来趋势[J]. 贾宏进,彭芃,蒋莹莹. 雷达与对抗. 2015(01)
[2]破片和冲击波对相控阵雷达天线罩的复合毁伤研究[J]. 郭淼,袁俊明,刘玉存,常双君,王建华. 爆破. 2014(01)
[3]触发式反辐射导弹毁伤概率研究[J]. 罗京华,郑保华,宋友凯. 舰船电子工程. 2013(06)
[4]钨球破片对相控阵雷达天线的冲击损伤仿真[J]. 吕勇,石全,刘锋,崔凯旋,李园园. 火力与指挥控制. 2013(04)
[5]触发引信反辐射导弹毁伤概率研究[J]. 刘领先,张文凯,罗花锋,童红俊. 兵工自动化. 2012(06)
[6]钨球破片对相控阵雷达典型部件的侵彻特性研究[J]. 李学林,项鑫,黄广炎,冯顺山. 兵工学报. 2010(S1)
[7]相控阵雷达搜索参数研究[J]. 张立韬,李盾,王国玉. 现代雷达. 2008(10)
[8]反辐射导弹对某型雷达目标毁伤能力的评估[J]. 罗宇,黄风雷,刘彦. 弹箭与制导学报. 2005(S1)
[9]舰载多功能相控阵雷达的发展状况[J]. 曲长文,何友. 现代雷达. 1999(06)
[10]相控阵雷达的系统反应时间研究[J]. 杨晨阳,毛士艺,李少洪. 北京航空航天大学学报. 1999(04)
硕士论文
[1]破片式战斗部对典型相控阵雷达毁伤评估[D]. 李超.南京理工大学 2015
[2]毫米波共形相控阵天线单元及阵列特性研究[D]. 林逸群.南京航空航天大学 2009
本文编号：3314222
【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(05)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
天线示意Fig.1AntennaSchematic
导弹与航天运载技术2020年94图2AN/SPY-1D物理模型Fig.2PhysicalModelofAN/SPY-1Db）阵元分布。AN/SPY-1D天线一个阵面共有4480个辐射元，其具体排列方式与天线性能和天线参数相关，由设计人员在天线研制初期设定。而本文只将天线作为打击对象，因此在不影响天线主要指标的前提下采取一定的简化，以便于模型的建立。根据相控阵雷达天线相关理论[6]，为避免因辐射元之间的耦合出现栅瓣，辐射元间距一般取波长的一半，即d=λ2。因此，在假设辐射元均匀分布的情况下，等效3.65m×3.65m的天线阵面上约分布67×67个辐射元，且每个辐射元截面大小为0.09m×0.09m。2.2电磁模型方向图是表征天线产生电磁场及其能量空间分布的一个主要参量，通过推导平面相控阵天线方向图函数，建立电磁模型，从而反映AN/SPY-1D雷达天线的方向图、增益、波束宽度等重要参数。考虑如图3所示的平面相控阵天线。图3矩形栅格平面阵Fig.3RectangularGridPlaneArray设位于z=0的无限大导电平面上的M×N个阵元以矩形栅格排列，x、y方向的阵元间距分别为dx、dy，则方向图函数为[14]()()()()sssssincossincossinsinsinsinae,,eexyjkmdjkmdmnmnEIθφθφθφθφθφθφ=f（4）式中()ssθ,φ为波束最大值指向；k为波数且k=2πλ；阵元间距dx、dy取λ2；I为对应阵元电流；()efθ,φ为单元因子，是矢量函数，表征阵列天线远区场的极化特性，对于大型相控阵，()efθ,φ对天线远区场的幅相特性影响不大，可以忽略不计，则方向图函数可简化为()π(sincossinscoss)π
简化，以便于模型的建立。根据相控阵雷达天线相关理论[6]，为避免因辐射元之间的耦合出现栅瓣，辐射元间距一般取波长的一半，即d=λ2。因此，在假设辐射元均匀分布的情况下，等效3.65m×3.65m的天线阵面上约分布67×67个辐射元，且每个辐射元截面大小为0.09m×0.09m。2.2电磁模型方向图是表征天线产生电磁场及其能量空间分布的一个主要参量，通过推导平面相控阵天线方向图函数，建立电磁模型，从而反映AN/SPY-1D雷达天线的方向图、增益、波束宽度等重要参数。考虑如图3所示的平面相控阵天线。图3矩形栅格平面阵Fig.3RectangularGridPlaneArray设位于z=0的无限大导电平面上的M×N个阵元以矩形栅格排列，x、y方向的阵元间距分别为dx、dy，则方向图函数为[14]()()()()sssssincossincossinsinsinsinae,,eexyjkmdjkmdmnmnEIθφθφθφθφθφθφ=f（4）式中()ssθ,φ为波束最大值指向；k为波数且k=2πλ；阵元间距dx、dy取λ2；I为对应阵元电流；()efθ,φ为单元因子，是矢量函数，表征阵列天线远区场的极化特性，对于大型相控阵，()efθ,φ对天线远区场的幅相特性影响不大，可以忽略不计，则方向图函数可简化为()π(sincossinscoss)π(sinsinsinssins),eejmjnamnmnEIθφθφθφθφθφ=（5）对于AN/SPY-1D天线，设计参数Imn与雷达使用条件相关，本文假设阵列均匀激励，即6767I×I=O，其中I为常量，由天线增益决定，O为6767×由0和1组成的矩阵，若（m，n）处元素为1，则
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外舰载相控阵雷达的发展及未来趋势[J]. 贾宏进,彭芃,蒋莹莹. 雷达与对抗. 2015(01)
[2]破片和冲击波对相控阵雷达天线罩的复合毁伤研究[J]. 郭淼,袁俊明,刘玉存,常双君,王建华. 爆破. 2014(01)
[3]触发式反辐射导弹毁伤概率研究[J]. 罗京华,郑保华,宋友凯. 舰船电子工程. 2013(06)
[4]钨球破片对相控阵雷达天线的冲击损伤仿真[J]. 吕勇,石全,刘锋,崔凯旋,李园园. 火力与指挥控制. 2013(04)
[5]触发引信反辐射导弹毁伤概率研究[J]. 刘领先,张文凯,罗花锋,童红俊. 兵工自动化. 2012(06)
[6]钨球破片对相控阵雷达典型部件的侵彻特性研究[J]. 李学林,项鑫,黄广炎,冯顺山. 兵工学报. 2010(S1)
[7]相控阵雷达搜索参数研究[J]. 张立韬,李盾,王国玉. 现代雷达. 2008(10)
[8]反辐射导弹对某型雷达目标毁伤能力的评估[J]. 罗宇,黄风雷,刘彦. 弹箭与制导学报. 2005(S1)
[9]舰载多功能相控阵雷达的发展状况[J]. 曲长文,何友. 现代雷达. 1999(06)
[10]相控阵雷达的系统反应时间研究[J]. 杨晨阳,毛士艺,李少洪. 北京航空航天大学学报. 1999(04)
硕士论文
[1]破片式战斗部对典型相控阵雷达毁伤评估[D]. 李超.南京理工大学 2015
[2]毫米波共形相控阵天线单元及阵列特性研究[D]. 林逸群.南京航空航天大学 2009
本文编号：3314222
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