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如何优化雷达天线的副瓣特性?

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:分析雷达天线重点不是了解它的主瓣增益如何得到、效率多高,而是研究它的副瓣特性、最低副瓣能降低到什么程度及对雷达掩护式干扰的影响。相控阵雷达在360°范围内进行副瓣调零,即把某方向的副瓣电平调到最小,副瓣调零点的副瓣小于-50 dB,调零的数量2~3个,副瓣调零对干扰组阵(或组网)影响不大。

如何优化雷达天线的副瓣特性?

分析雷达天线重点不是了解它的主瓣增益如何得到、效率多高,而是研究它的副瓣特性、最低副瓣能降低到什么程度及对雷达掩护式干扰的影响。

定义

在整个4π 立体弧度立体角θ、φ 上的平均辐射强度等于天线辐射的总功率除以4π,式(1.6)雷达的方向增益可写成

式中 B——波束面积,且

如果θB和φB为两个正交平面内的半功率波束宽度 (rad),波束面积B 近似等于θBφB,将其代入式(1.8),得

一个实际天线,将弧度用度表示,则天线增益为

例如,一个针状波束,θB和φB均为1°,则G=44 dB。(www.xing528.com)

天线的方向图不可能是理想的无副瓣的,实际上,在360°的方向上均有副瓣有辐射。图1.4 是一个特定的抛物面天线辐射方向图,说明了它的主波束和副瓣。正因为它有副瓣辐射,根据天线互易特性,它也能使用副瓣接收,这就使干扰有机可乘,实施对副瓣干扰,掩护我方的目标。

而低副瓣天线方向图,除第一副瓣外,还有其他的副瓣。传统的反射面天线最大副瓣电平在主瓣峰值为- 28~- 23 dB,如果要求副瓣为- 40~-35 dB,用普通方法设计的常规反射面天线很难实现。

一般低副瓣天线为- 40~- 30 dB,超低副瓣天线可低于- 40 dB 或-50 dB。相控阵雷达在360°范围内进行副瓣调零,即把某方向的副瓣电平调到最小,副瓣调零点的副瓣小于-50 dB,调零的数量2~3个,副瓣调零对干扰组阵(或组网)影响不大。

图1.4 一个特定抛物面天线的辐射方向图

信息化时代需要雷达在生态与环境监测、资源勘探、交通运输管理与安全保障、重大自然灾害监测、对地观察、载人航天、探月工程、远距离精确打击、国防安全等发挥更大的作用,从而促进了雷达在以下方面的发展。

(1)微波成像,高分辨力合成孔径雷达 (SAR),低频SAR、ISAR、SAR定位技术,SAR 小卫星星座技术,多参数模式综合技术,双基地SAR 技术,三维成像技术。

(2)空间探测相控阵雷达技术、X 波段有源相控阵技术、毫米波技术、激光气象雷达技术。

(3)航管技术、S 模式二次监视雷达技术、新一代一次监视雷达技术、精密跟踪雷达技术、小型地面活动监视雷达及其组网技术、机场多种雷达综合一体化技术。

(4)探地和安全检测雷达技术、超宽带大功率信号产生及发射技术、超宽频带接收机技术、先进的信号处理技术、超宽带雷达设计技术。

(5)多功能一体化和数字化及网络化雷达技术。

(6)多发、多收分部组网。

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