【摘 要】
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相控阵天线作为一种新型电扫描天线,由于其自身具有波束扫描速度快、易于波束赋形、便于与平台共形等优点,越来越受到人们的重视并在实际工程领域获得了日益广泛的应用。但是相
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相控阵天线作为一种新型电扫描天线,由于其自身具有波束扫描速度快、易于波束赋形、便于与平台共形等优点,越来越受到人们的重视并在实际工程领域获得了日益广泛的应用。但是相控阵天线的副瓣、指向和零深等重要指标会受到诸如数字移相器和衰减器的量化误差、制造公差、装配误差、天线在长期使用的过程中产生的热变形等因素的影响,这些因素最终都反映为馈电幅度和相位的误差来影响天线的性能。因此研究幅相误差对相控阵天线性能的影响及有效的误差控制措施对提高相控阵天线的实际性能具有重要的理论和实际意义。本文在分析了幅相误差来源的基础上,利用计算机仿真和概率统计的方法分析了幅度与相位误差副瓣电平、和差波束的指向精度以及零值深度等指标的影响情况,给出了相应的表达式和仿真结果。接下来根据实际的相控阵天线指标要求,仿真分析了系统对于幅相误差的容限,最后结合工程实践,给出了几种控制减小幅相误差的方法。所做的主要工作有:(1)利用概率统计方法分析并仿真了幅相误差对于波束峰值副瓣电平、和差波束指向精度的影响情况。(2)根据实际相控阵天线系统的指标要求,仿真了系统对于幅相误差的容限。仿真结果显示,为了有较大的把握保证天线性能参数符合指标要求,需将相关幅相误差、随机幅相误差以及失效阵元的个数控制在一定的范围以内。(3)结合实际相控阵天线,介绍了五种控制幅相误差的方法,即:利用移位加权馈相法来减小相位量化误差、构造幅相状态表实现幅相的联合调整减小幅度衰减和移相相互影响带来的幅相误差、采用随机馈相技术降低由虚位技术导致的副瓣抬高和波束指向误差、利用平面近场和远场测试对相控阵天线进行精确测量和误差修正、幅相动态监测与校准。研究和实践表明,这些方法的应用能有效的控制幅相误差,从而使天线保持较好的性能。
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