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什么是相控阵天线阵?

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什么是相控阵天线阵?

发布日期:2018-01-16 作者:青岛发现检验技术 点击:

       相控阵检测,属于无损检测的其中一种检测技术,今天主要是介绍下相控阵检测的拓展篇,相控阵天线阵。

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       相控阵天线阵列本身的设计主要是幅度、相位分布设计和单元阻抗设计。阵列尺寸由波束宽度Z窄时的宽度值和副瓣电平决定。相位分布主要根据波束要求而定。由于单元方向图和阻抗的限制,通常平面相控阵Z大扫描范围为±60°的圆锥,加上一个球罩透镜后也可得到半球扫描。

       若仅要求方向图Z大值在空间移动(扫描),只需要形成线性变化的相位分布。这时方向图的Z大值方向垂直于等相位面。使用数字式移相器时,除了几个特殊角度以外,一般得不到精确的线性相位分布。         这时在方向图的某些方向上会出现寄生副瓣,其大小与具体的相位分布规律有关。为了满足特殊要求,则需要采用方向图综合法,事先算出所需的阵面相位分布。例如,可以将阵面分成若干个区域,把每一区域都看成独立的阵面来设计这个阵的方向图,这样就能在空间得到多个同时存在的波束,也可以利用特殊的相位分布使方向图变宽或形成余割平方形方向图。

       为了简化馈电结构,有些相控阵天线是等幅度的。为了克服等幅分布时副瓣电平高的缺点,可采用密度加权,即有源辐射单元在阵面上的分布是不均匀的,其分布密度按一定的规律变化。在有源辐射单元的边上放置不馈电的无源辐射单元,以改善辐射单元的阻抗特性。

       相控阵天线辐射单元的数量多,当失效单元数在5%以下时对天线阵性能的影响不大,因而可靠性较高。

       雷达中使用相控阵天线后,波束控制灵活性显著提高,故可制成多功能雷达,使一部雷达起几部常规雷达的作用。随着微波集成电路技术的发展和新型移相器的出现,相控阵天线的成本正不断下降,体积越来越小,重量也在进一步减轻。


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