四維天線陣?yán)碚撆c應(yīng)用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代雷達(dá)通信技術(shù)的發(fā)展，各種電子系統(tǒng)對(duì)天線的性能要求越來(lái)越嚴(yán)格。特別是在相控陣天線方面，為了實(shí)現(xiàn)低副瓣或超低副瓣以達(dá)到良好的空間濾波特性從而更加有效地提高雷達(dá)前端信號(hào)的接收性能，系統(tǒng)對(duì)組成陣列天線的幅度控制器件和相位控制器件都有很高的要求，如精確的幅度、相位激勵(lì)以及很小的各種誤差容忍量要求等。常規(guī)天線陣為了實(shí)現(xiàn)低副瓣或超低副瓣必然要求陣列天線饋電具有很高的幅度動(dòng)態(tài)范圍比。這些要求在實(shí)際工程中均較難以實(shí)現(xiàn)，造價(jià)高。常規(guī)天線陣一般具有三

2、維空間自由度的特性，而在常規(guī)天線陣列中引入新的一維自由度--時(shí)間，則所構(gòu)成的四維天線陣由于具有更多的設(shè)計(jì)自由度而能夠在低幅度動(dòng)態(tài)比激勵(lì)甚至等幅度激勵(lì)下方便地實(shí)現(xiàn)低副瓣或其它多種目標(biāo)方向圖。本文正是結(jié)合相關(guān)研究項(xiàng)目對(duì)四維天線陣的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)開(kāi)展了相關(guān)的研究。具體可分為以下三個(gè)部分： 首先，本文介紹了四維天線陣的研究背景，包括常規(guī)天線陣列的分類(lèi)和方向圖的綜合方法及其優(yōu)缺點(diǎn)，以及四維天線陣的基本原理及其分類(lèi)。 其次，在四維天

3、線陣?yán)碚摶A(chǔ)上仿真與實(shí)測(cè)了三種四維天線陣列工作方式，包括具有時(shí)間調(diào)制特性的可變陣列口徑方式(VAS)、相位中心單向移動(dòng)方式(UPCM)與相位中心雙向移動(dòng)方式(BPCM)等的方向圖，并對(duì)三種方式進(jìn)行了對(duì)比，給出了每種運(yùn)行方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 最后，本文在考慮到陣列中天線單元的互耦作用的情況下采用差分進(jìn)化算法(Differential Evolution Algorithm)來(lái)優(yōu)化四維天線陣以產(chǎn)生賦形波束。通過(guò)一個(gè)-20dB余割平方方向圖