面向結(jié)構(gòu)誤差的有源相控陣天線電性能補(bǔ)償方法.pdf

1、有源相控陣天線(APAA)因其可靠性高、功能多、探測(cè)和跟蹤能力強(qiáng)、隱身性能好等無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種雷達(dá)系統(tǒng)中。APAA陣面在加工、裝配過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致陣面產(chǎn)生隨機(jī)誤差；天線工作時(shí)，振動(dòng)、沖擊、高熱功耗等又會(huì)引起陣面變形。陣面的隨機(jī)誤差和陣面變形都會(huì)引入陣元位置誤差，引起天線電性能惡化，因此需對(duì)APAA的電性能進(jìn)行補(bǔ)償。本文基于前人對(duì)APAA機(jī)電耦合理論研究的基礎(chǔ)上，在不考慮單元方向圖和陣元互耦的情況下，分別研究了相位調(diào)整、基于

2、最小二乘法的激勵(lì)幅相調(diào)整和基于FFT法的激勵(lì)幅相調(diào)整等三種電性能補(bǔ)償方法的補(bǔ)償原理及補(bǔ)償過(guò)程，并對(duì)其補(bǔ)償效果進(jìn)行了研究，主要包括以下內(nèi)容：
　　首先，本文介紹了APAA中結(jié)構(gòu)-電磁耦合模型，基于耦合模型分析了結(jié)構(gòu)誤差對(duì)天線電性能的影響，當(dāng)結(jié)構(gòu)誤差超過(guò)某一量級(jí)時(shí)，電性能不達(dá)標(biāo)，需要對(duì)電性能進(jìn)行補(bǔ)償。
　　其次，基于APAA機(jī)電耦合理論，討論了三種電性能補(bǔ)償方法的計(jì)算原理及其效果。
　　（1）相位調(diào)整法：利用APAA機(jī)電耦

3、合模型，計(jì)算由陣元位置誤差引起的空間相位附加因子，調(diào)整激勵(lì)電流相位抵消空間相位附加因子，實(shí)現(xiàn)對(duì)天線電性能的補(bǔ)償。由算例仿真結(jié)果可以看出，相位調(diào)整法對(duì)波束指向偏差補(bǔ)償效果明顯。
　　（2）基于最小二乘法的幅相調(diào)整：利用APAA機(jī)電耦合模型，建立理想方向圖和誤差方向圖函數(shù)表達(dá)式，基于最小二乘法思想，理想方向圖和誤差方向圖之間差值的最小二乘解即為補(bǔ)償激勵(lì)電流。由算例仿真結(jié)果可以看出，基于最小二乘的幅相調(diào)整法對(duì)增益、副瓣及波束指向等電性能

4、補(bǔ)償效果明顯。
　?。?）基于FFT法的幅相調(diào)整：結(jié)合FFT法在天線方向圖計(jì)算中的應(yīng)用，建立天線方向圖函數(shù)和激勵(lì)電流間的傅立葉轉(zhuǎn)換關(guān)系，將誤差方向圖中的結(jié)構(gòu)誤差項(xiàng)通過(guò)傅立葉變換轉(zhuǎn)換到激勵(lì)電流中，將結(jié)構(gòu)誤差的影響等效為電流的變化，然后調(diào)整激勵(lì)電流幅度和相位實(shí)現(xiàn)對(duì)天線電性能的補(bǔ)償。由算例仿真結(jié)果可以看出，基于FFT法的激勵(lì)幅相調(diào)整法對(duì)增益、副瓣及波束指向等電性能補(bǔ)償效果較好。
　　最后，對(duì)三種電性能補(bǔ)償方法的適用范圍做了比較，并