四維天線陣理論與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代雷達通信技術(shù)的發(fā)展，各種電子系統(tǒng)對天線的性能要求越來越嚴格。特別是在相控陣天線方面，為了實現(xiàn)低副瓣或超低副瓣以達到良好的空間濾波特性從而更加有效地提高雷達前端信號的接收性能，系統(tǒng)對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、相位激勵以及很小的各種誤差容忍量要求等。常規(guī)天線陣為了實現(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態(tài)范圍比。這些要求在實際工程中均較難以實現(xiàn)，造價高。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--時間，則所構(gòu)成的四維天線陣由于具有更多的設(shè)計自由度而能夠在低幅度動態(tài)比激勵甚至等幅度激勵下方便地實現(xiàn)低副瓣或其它多種目標方向圖。本文正是結(jié)合相關(guān)研究項目對四維天線陣的軟件和硬件實現(xiàn)開展了相關(guān)的研究。具體可分為以下三個部分： 首先，本文介紹了四維天線陣的研究背景，包括常規(guī)天線陣列的分類和方向圖的綜合方法及其優(yōu)缺點，以及四維天線陣的基本原理及其分類。 其次，在四維天

3、線陣理論基礎(chǔ)上仿真與實測了三種四維天線陣列工作方式，包括具有時間調(diào)制特性的可變陣列口徑方式(VAS)、相位中心單向移動方式(UPCM)與相位中心雙向移動方式(BPCM)等的方向圖，并對三種方式進行了對比，給出了每種運行方式的優(yōu)缺點。 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化算法(Differential Evolution Algorithm)來優(yōu)化四維天線陣以產(chǎn)生賦形波束。通過一個-20dB余割平方方向圖