彈載共形可全空域掃描無源相控陣研究.pdf

1、相控陣天線由于具有高增益輻射與無慣性波束掃描等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信以及成像等系統(tǒng)中。平面相控陣天線的波束掃描范圍通常只有120°（-60°～+60°），共形相控陣可以突破平面相控陣的掃描范圍限制。因此，共形相控陣得到越來越多的關(guān)注。
　　導(dǎo)引頭是引導(dǎo)導(dǎo)彈準(zhǔn)確攻擊目標(biāo)的關(guān)鍵裝備。目前導(dǎo)彈采用的微波、毫米波導(dǎo)引頭主要采用機(jī)械控制掃描的平面天線，存在著掃描范圍小、速度慢、精度與可靠性低等問題。若依據(jù)彈體的錐面與柱面結(jié)構(gòu)構(gòu)建共

2、形天線，并通過相控波束掃描控制，則可實(shí)現(xiàn)全空域（即全立體角）掃描的共形相控陣，這不僅可以極大的擴(kuò)展導(dǎo)彈的攻擊范圍，還可以使導(dǎo)彈具備一定的信息后傳的能力?，F(xiàn)有文獻(xiàn)未見有利用柱面與錐面共形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)全立體角掃描陣列的報(bào)導(dǎo)。因此，研究彈載共形可全立體角掃描的相控陣具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義與理論價(jià)值。
　　本文首先探討了柱面與錐面陣列的輻射場(chǎng)求解問題與波束覆蓋問題。在求解輻射場(chǎng)的問題中，根據(jù)柱面與錐面共形陣列中單元的指向與極化旋轉(zhuǎn)關(guān)系，得到了柱面

3、與錐面共形陣列的輻射場(chǎng)的求解方法。在波束覆蓋問題中，提出了柱面與錐面陣列實(shí)現(xiàn)低仰角波束掃描的方法，并以此得到了彈載共形相控陣全立體角波束掃描的設(shè)計(jì)方案。
　　其次，設(shè)計(jì)了錐面與柱面共形微帶天線單元，并利用所設(shè)計(jì)的共形微帶天線單元構(gòu)成錐面與柱面共形微帶天線陣列以分別實(shí)現(xiàn)彈體前向30°≤θ≤150°，60°≤ψ≤120°范圍內(nèi)以及側(cè)向60°≤θ≤180°，60°≤ψ≤120°范圍內(nèi)的波束掃描覆蓋。
　　再次，基于PEC表面的磁流

4、源輻射模式，設(shè)計(jì)了柱面共形微帶八木天線并以此構(gòu)成柱面共形后向陣列，實(shí)現(xiàn)了彈體后向0°≤θ≤30°，30°≤ψ≤150°范圍內(nèi)的波束掃描覆蓋。同時(shí)，基于口徑投影法對(duì)陣列單元饋電幅度進(jìn)行優(yōu)化，得到了較為理想的輻射方向圖。
　　最后，對(duì)共形陣列的饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)前面設(shè)計(jì)的三個(gè)陣列進(jìn)行了組合，并對(duì)陣列樣品進(jìn)行了加工與測(cè)試。實(shí)測(cè)結(jié)果顯示陣列樣品可以實(shí)現(xiàn)前向與側(cè)向30°≤θ≤180°，60°≤ψ≤120°以及后向0°≤θ≤30°，30°