单脉冲天线
用多波束提高四喇叭单脉冲天线的搜索性能

为简化 计算 , 假设 馈 源 ( 可等 效 为 点 源 ) 圆形 口径 上只 有 Y方 向 的 电场 分 量 E , 的方 向 图 是 轴 对 称 它
的, 为 ,( 记 )
喇叭和抛物面组成多波束天线。铁氧体开关依次接通 531O246号喇叭 , 、、、、、、 每次只要接通一个序号 的喇叭 ( 用于收发)每个喇叭的接通时间为 1 , , 多波束天线在 S 水平面内每秒旋转一周 , 这样多波束天线在水平面内旋 转 的 同时在 垂直面 内就可实现宽 角搜索 。 当单脉冲雷达用于跟踪和用针状波束搜索时, 铁 氧体开关断开 1 6 喇叭 , — 号 只接通 O号 喇叭 , 天线恢
复成普通的四喇叭单脉冲抛物面天线 , 只是此时 1 6 — 号喇叭的遮挡使天线 的增益比原来的四喇叭单脉冲抛 物面天线略有下降。
1 理 论
11 天线 的组 成及 工作 过程 .
图 1 搜索 天线 示意图
搜索天线由多波束抛物面天线和铁氧体开关组成 , 如图 1 所示 。O 号喇叭代表单脉冲抛物面天线的四喇 叭馈源 , 左边的弧线代表抛物面 , — 号喇叭代表在垂 1 6
【 e od】p ao i at n ; oo u e n na m l emat n K y rs a bld e a m n- l t n ; ui a e a w r o n n p s ae t b n n
0 引 言
单脉冲雷达是一 种有效 的火力控制雷达, 但某些 没有配备较好的宽角搜索天线 的单脉冲雷达不能快速 发 现 目标 , 削弱 战 斗 力 … 。为 此 本 文对 四喇 叭 单 脉 会 冲抛物面天线进行改进 , 使其有较宽波束扫描角 的搜 索波束 。
与直角坐 标 系 0一X Z之 问 的变换 关 系 , 得 Y 可
单脉冲双极化天线阵列设计

色 。单脉 冲天线 由和差 网络 和接收 天线组 成 。传 统 的单脉 冲雷达 的和差 比较 网络 由4 魔T 成 , 收 个 构 接
天线为 波导 裂缝 天线 阵 ,其 结构庞 大 ,加 工 、设 计 和制造都 比较 困难 ,成 本很 高 。更 重要 的是利 用波 导 裂缝天 线阵实 现双极 化功 能非常 困难 。2 世纪 7 0 O 年 代 以来 微带天线 以其重 量轻 、 剖面小 、 计灵 活 、 设
海 军 航 空 工 程 学 院 学 报
第2 5卷
质支 撑 ,可以降低有 效厚 度上 的等效介 电常数 ,从
口对应 于俯仰 差信号 ,p r ot 3口对应 于方位 差信号 ,
p r I ot 1 兀用 ,可 接匹 配负载 。 42
而达 到降低 Q值 的 目的 ,而且不 容易产生 形变 。此
微带馈 线 。此外 ,为 了减小背 向辐射 提高增 益 ,在 距 离地 板 四分 之一 波长 处加 了一块金 属反射 板 ,反
射板 与馈 电层 基 板之 间同样采 用泡 沫支撑 。馈线 通
过孑 径耦合 能量 和微带 耦合矩形 贴 片激励起 两种 正 L 交模式 ,实 现垂直 和水平 极化 工作状 态。
成本低廉 等诸 多优点得 到 了越 来越广 泛 的应 用 。特
别 是对 于单脉 冲雷达 系统而 言 ,双极 化微带 天线 的 研 究具有 十分重要 的意 义 。 文提 出了 1 本 种新 型单 脉
冲双极化缝 隙耦合 微带 天线 阵列 ,此 阵列利 用共 面
微 带线馈 电和缝 隙耦合微 带线馈 电两 者结合 的混 合 馈 电微带 单元 ,采 用微 带单脉 冲 比较 器实现 了其 高 隔 离度 、低 副瓣特 性 。
平面单脉冲天线的研究的开题报告

平面单脉冲天线的研究的开题报告Title:平面单脉冲天线的研究Introduction:平面单脉冲天线是一种新型天线。
相对于传统天线,它具有高方向性、高增益的特点,可以满足一些应用的需求。
在通信领域,平面单脉冲天线也有广泛的应用,例如雷达、卫星通信等。
因此,本文将在研究平面单脉冲天线的基础上,探讨其应用的可行性,为通信领域提供参考。
Objective:本文的主要目的是研究平面单脉冲天线的原理和性能,探索其在通信领域的应用。
具体地,将从以下几个方面进行研究:1. 平面单脉冲天线的基本结构和工作原理;2. 平面单脉冲天线的性能评价指标,包括增益、方向性、波束宽度等;3. 不同频段下平面单脉冲天线的设计方法和实现技术;4. 平面单脉冲天线在雷达、卫星通信等应用中的具体应用情况,包括优缺点、技术难点等。
Methodology:本文将采用文献研究和仿真分析相结合的方法,对平面单脉冲天线的原理和性能进行研究。
具体地,将从以下几个方面进行研究和分析:1. 收集相关的文献资料,了解平面单脉冲天线的基本结构、工作原理和性能评价指标;2. 运用电磁仿真软件,对单脉冲天线的电性能进行仿真分析,包括频率特性、辐射特性、阻抗匹配等;3. 利用天线设计软件,对不同频段的平面单脉冲天线进行设计,并与仿真结果进行对比分析;4. 调研平面单脉冲天线在雷达、卫星通信等领域的应用情况,并对其技术难点进行分析和探讨。
Expected outcomes:本研究的预期成果如下:1. 对平面单脉冲天线的原理和性能进行深入分析和研究,并探讨其在通信领域中的应用可行性;2. 提出设计平面单脉冲天线的方法和实现技术,并通过仿真分析验证其可行性;3. 分析平面单脉冲天线在雷达、卫星通信等应用中的特点和优缺点,并对其技术难点进行探讨,为实际应用提供参考。
快速扫描毫米波单脉冲天线设计

单脉冲天线。给 出了天线各部分的设计 、 公差分析和仿真。由于设计 时进行 了详 细的公差分析 , 样
机几乎未经任何调试. 便全面满足设计要 求。 主要指标与仿真结果非常吻合 , 表明给 出的设计方法和
公差分析对工程设计有较强的指导意义。 关键词 : 毫米波天线; 卡塞格伦天线; 单脉冲; 极化扭转; 和差网络 ; 公差分析 中图分类号 :N 2 T 82 文献标识码: A
¥ 收稿 日期 :0 5— 9— 9 修 回 日期 :0 6— 3— 1 20 0 0 ; 20 0 0
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图 1 天线原理框 图
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维普资讯
也 钆 技 26 第4 0年 期 0
2 天线设 计和分析
雷达系统对天线的设计要求为 : 工作频段为 K a 频段 , 带宽 15 ; .% 和波束宽度 2 - .。方位副瓣电 0 2 ; 4 平不大于 一 3d ; 2 B 俯仰副瓣电平不大于 一 0d ; 2 B 和 波束增益不小于 3 B 差波束零深不大于 一 5 B 6 ; d 2 ; d 和支 路驻波 比不 大于 1 3 天线 扫描 范 围方 位 4 .; -
维普资讯
也 讥 技 26 第 期 0 年 4 0
文章 编号 :0 1— 9 X(06 0 Oo o 10 83 20 )4一 14一 4
R SA C EER 珏&D 、L P与N E O】开 研、 发 究ET 4 【
快速 扫描 毫米波单脉冲天线设计
何海丹 ,宁 尚国2 李秀梅 , ,陈章棵
(. 1 中国西南电子技术研究所 , 成都 603 ; . 106 2 北京跟踪与测控技术研究所 , 北京 109 ) 004
单脉冲天线角度跟踪模拟技术

靶场测控系统使用 的训练模拟器而言 , 模拟 内容包 括 角跟踪 性能模 拟 、 距离 和速 度动态 模拟 _I 遥测 13 、 J
遥控 功能 模拟 、 传 接 收解 调 性 能模 拟 等 多 项具 体 数 内容 , 中角 跟踪性 能 的仿真模 拟难 度较 大 。 其
测 控 系统 中角度 捕 获 是关 键 , 关 系到 整 个测 它 控 活动 的成败 。S频段 测控 系 统 可 以通过 跟 踪 过境
pt r a en.Sg a s l ain o o i b n ie lb fte a tn a i s c e s H e ie n t ep a om t in l i mu t f t man l e a d s o e o n e n u c sf y ra z d o lt r o bh o d h s u l h f
关 键词 : 测控 系统 ; 单脉 冲 天线 ; 天线 方向 图 ; 离角模拟 ; 线副 瓣 偏 天 中图分 类号 :N 2 V 5 文献标 志码 : di1 .9 9 jin 10 —8 3 .0 2 0 .2 T 8 ;56 A o:0 3 6 / . s .0 1 9 x2 1 .6 03 s
o W ok p rto y tm y a o tn t e c n n n ii o told atn ao . ep p s d smu a fVx r so e in s se b d pi gb h b a o i g a d dgt c n rl te u tr Th r o e i l - a o l a e o trwo k l i n ie r g a p ia in. ewo k i hsp p rh si o t trfrn et h e e r h o i o r swel n e gn e i p l t n c o T r n t i a a mp r eee c ot e rs ac fsmu・ h e n a lto r ii g s se frc re twe p n e u p n . ain tan n y tm o u r n a q ime t o
L/S双频段圆形阵列单脉冲抛物面天线

第 2 第 儿 期 9卷
20 0 7年
学
报
Vo12 N 0. l .9 1 NOV. 2 007
J u na fEl c r n c o r l e t o i s& I f r to c n l g o n o ma i n Te h oo y
i mi trd l e, em f m nt ok(F )s g hn e m d l o S M) f / ul a dt ci l n o, i e rba r ew r B N ,i l canl o ua r(C o L Sd a b n akn l a u px o ne t a r g
比较 详 细 的介 绍 。该 馈 源 安 装 到 一 个 32 的 抛物 面 上 ,频 率 为 1I Hz .GHz时 ,和 波 束 增 益 分 别 为 2 .d .m .G ,22 2 B, 9
3. B 0 d ;差 波束零深 为 3d ,4d 。在 L S i 5B 0B / 两个频段 内跟踪稳定 。
tetocanl i a o oecanl i a i poie. h i l —ei i m np l atn a L MA h w hn e s nl t n h n e s n l s r dd T es o pr d o ooe nens(P ) g s g v x g oc
优 点,其输 出信号类似于 圆波导单 口径 多模馈源 ,具有一个和波束 ,一个锥形差波束 ,并给 出了没有接收机参与的
情 况下,将 宽频 带的和差两个通道变成单通道 的途径 。研 制 了一套 L I 2 H ) (. 2 G z宽频带双圆极化 (一 G z,s2 — . H ) 2 3
单通道单脉冲天线 ,对该天线 的照射器 、分波器 、波束形成 网络 、单通道变换器等组件和馈源结构集成化设计进行
单脉冲天线角度跟踪模拟技术

单脉冲天线角度跟踪模拟技术苏勋【摘要】通过对单脉冲天线方向图数学模型的研究,提出了一种角度跟踪模拟方法.采用信标和数控衰减器组合的方式,结合VxWorks操作系统成功实现了天线主、副瓣信号的模拟,工程应用情况良好,对当前武器装备仿真模拟训练系统的研制具有重要的参考价值.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(052)006【总页数】4页(P948-951)【关键词】测控系统;单脉冲天线;天线方向图;偏离角模拟;天线副瓣【作者】苏勋【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN82;V556仿真模拟训练系统的研制是当前武器装备建设的重要内容,在测控领域已经引起了广泛关注。
对靶场测控系统使用的训练模拟器而言,模拟内容包括角跟踪性能模拟、距离和速度动态模拟[1-3]、遥测遥控功能模拟、数传接收解调性能模拟等多项具体内容,其中角跟踪性能的仿真模拟难度较大。
测控系统中角度捕获是关键,它关系到整个测控活动的成败。
S频段测控系统可以通过跟踪过境卫星进行角度捕获的任务演练,但对于C频段测控系统,由于没有过境的低轨卫星跟踪,测控系统缺少一种可随时对设备跟踪性能进行检查、模拟演练的环境,因此有必要研究一种角跟踪模拟设备,与测控系统的天线与接收分系统一起构成角跟踪闭环系统,通过模拟各种测控活动前的校相过程、实际捕获过程,以达到对岗位人员进行实景训练提升技能的目的。
角跟踪模拟器以射频信号源、数控衰减器、数控移相器、信号处理单元为基础构建硬件模拟环境,模拟信号从高频接收机场放输入端注入测控系统。
根据天线和路/差路信号幅度归一化数学模型进行波束跟踪信号仿真,可得到天线波束捕获目标过程中完整的和路/差路信号电平、天线偏离角、误差电压理论值等原始数据;通过天线对塔标校可获得跟踪系统的AGC-S/Υ曲线、和路与差路信号在波束内的真实幅度差值。
据此可建立天线偏离角与角误差信号之间的参数映射表,存储在信号处理单元中以备调用。
频扫单脉冲天线技术研究

及其体积 显 著 降低 J但 在 微 波 的 高 端 和 毫米 波 频 ,
段, 相控 阵系统 的数 字 移相 器 、 源收 发组 件 等核 心 有
波束法 和 圆锥 扫描 体 制 对 探 测 目标 进 行 测 角 , 常 通
为 了能 获取 精确 的 目标 角 度 信 息 , 达 需 多 个 脉 冲 雷
中 图分 类 号 : N 2 T 8 文 献 标 志 码 : A 文 章 编 号 :0 885 (0 1 0 -8 -8 10 —6 2 2 1 ) 1 30 0
Re e r h o e e y S a o pule An e s a c n Fr qu nc c n M no s t nna Te hno o y c lg
第4 O卷 第 1 ( 第 15期 ) 期 总 5
21 0 1年 3月
火 控 雷 达 技 术
Fie Co to d rTe hn l g r n r lRa a c oo y
V 1 0 N . ( eis15 o. o 1 S r 5 ) 4 e
M a .2O1 r 1
式为具 体 实现 形 式 , 设计 了三种基 于不 同实现 原 理 的频 扫 单脉 冲天 线 实例 , 真及 实测 结 果 表 明 , 仿
三种 实现 方法都 的有 效性 和 正确 性 , 以应 用 于实 际工程 中。 可
关键词 : 扫单脉 冲天线 ; 状线 ; 波导缝 隙; 边波导缝 隙 频 带 脊 窄
Байду номын сангаас
部 件依然价 格较 高 。特 别是 在 应用 于 高精 度 火控 雷
达 系统 中 , 需 要 的天 线 波束 较 窄 , 而 天线 口径 系统 从
样 就大 大加 快 了提 取 目标 角 度 信 息 的 速度 , 而且 消 除 了多个 频 率 的 目标 起伏 误差 , 高 目标测 角精 度 , 提
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第十三章单脉冲天线
一、引言
单脉冲雷达体制系统,主要用于高速目标的跟踪定位。
如飞机、导弹、火箭、人造卫星的跟踪。
单脉冲雷达系统中的天线称为单脉冲天线。
单脉冲雷达天线要求产生一个主瓣的和波束,以及具有两个(或四个)主瓣的差波束,如下图13-1所示。
差波束的两个峰值之间的最小值称为“零值”。
和波束的作用是探测目标的距离(r)并行距离跟踪;差波束的作用是探测目标的方位角和俯仰角信息(,ϕθ)并行角跟踪。
一个目标的距离信息r和角信息,ϕθ已知,则目标的空间位置就确定了。
如果目标正好在和波束最大值方向,则差波束接收到的信号很弱(为零值);当目标移动时,则差波束接收到的信号由弱变强,则可利用差信号来驱动伺服机构,使天线在俯仰或方位上转动,始终使差波束的零值方向对准目标,从而实现跟踪。
图13-1单脉冲天线方向图
二、单脉冲天线组成。
在雷达应用中,单脉冲天线可采用阵列天线,也可采用反射面和单脉冲馈源组成。
如果是后者,则馈源一般采用多个(4个)叭或者单口多模喇叭。
形成差波束的关键是使用了比较器(和差器)。
三、分类。
根据比较回波信号的幅度和相位,单脉冲分为幅度单脉冲、相位单脉冲和幅相单脉冲,它们的主要区别在于天线。
无论是幅度还是相位单脉冲,为了确定目标在某一平面的角度(方位、俯仰),都要求同时产生两个形状相同的波束。
这里只讨论幅度单脉冲(比幅)。
四、工作原理。
为了说明问题,先考虑一个平面(俯仰面)内单脉冲技术的工作原理。
当一个横向偏焦的喇叭,置于抛面焦点附近时天线将产生一个偏离天线轴的
θ正比于偏焦距离x。
为了获得两个对称于天线轴,并有波瓣,其波束偏移角
s
θ的波瓣,可用两个对称于天线轴的横向偏焦喇叭来完成,如图13-2相同偏移角
s
所示。
图13-2 幅度比较单脉冲
若探测到一个目标,来自A方向,这时两波束收到的回波信号,相位相同,但幅度不等。
两信号相减形成的差信号是目标方向的函数。
这个差信号的大小,表示了目标偏离天线轴向角度的大小,差信号的正负,则表示目标偏向哪一边。
由差信号驱动电机使天线转动而对准目标,则差信号为0。
从而实现了跟踪。
一般的比幅单脉冲天线的馈源是由四个喇叭和比较电路构成的。
假如上图为俯仰面的话,另两个喇叭则构成方位面。
四喇叭馈源及比较器电路如图13-3所示。
图13-3 幅度比较单脉冲天线的馈源和比较器
图中,1,2,3,4表示四个喇叭组成的馈源。
Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ表示四个波导魔T ,如图13-4所示,并以1E 、2E 、3E 、4E 分别表示四个喇叭接收到的回波信号幅度。
E ∑表示和信号,E α表示方位差信号,E β表示俯仰差信号。
图13-4 魔T
根据魔T 的工作特性,有:
和信号: 1234E E E E E
∑=+++ (13.1) 方位差信号:()()1324E E E E E α=+-+ (13.2) 俯仰差信号:()()1234E E E E E β=+-+ (13.3) 还有一路差信号()()1324E E E E ---为交差信号无用,该差支路信号接匹配负载吸收。
注:魔T (双T )的工作特性:
结构如图13-5所示。
图13-5 魔T 结构图
工作特性
接收时:当同频信号1E 、2E 由1口和2口输入时,3口输出为两信号的和值
12E E +。
所以3臂称为和臂;4臂输出两信号的差值12E E -,所以称为
差臂。
发射时:信号由3臂输入3E ,则1、2两臂输出等幅同相信号1232E E E ==。
此
时4臂隔离,无输出。
即有“对臂隔离邻臂分”之特性。
由于馈源的每个喇叭收到的信号的大小与目标的距离和方向有关。
因此,它们形成的和信号称为和方向图,差信号称为差方向图。
包括方位差和俯仰差方向图。
和差波束的作用前面都提到了。
即:
差波束产生差信号,实现目标的跟踪;
和波束在发射时照射目标,接收时提供目标的距离信息。
并给差信号提供相位参考。
单脉冲天线的分析,主要有两种方法:
次级波束加减法
口径场法 ∙次级波束加减法:是把馈源分离成n 个单独的馈源。
例如把四喇叭馈源看作
四个馈源,每个喇叭各自产生偏轴的次级波束,然后把比较器的作用归结为对次级波束的直接相加和相减,从而得到单脉冲天线的和波束和两个差波束。
此法的优点是直观,对天线的工作原理来说物理概念明确。
∙口径场法:是将馈源和比较器视为一个整体。
把接收时产生的三个波束用发
射状态来分析。
馈源口径上有三种初级场分布,这三种初级场分布产生的三个初级波束照射反射面。
在反射面口径上建立起相应的三种次极口径场分布,然后向空间发射三个次级波束。
图13-6 馈源的口径场分布 ∙主要电气指标
单脉冲天线的电气参量与普通天线一样。
也要用到增益、半功率波瓣宽度、副瓣电平等。
但由于其工作体制的不同,还要用差波束的相对斜率、绝对斜率、分离角和零深及角灵敏度的指标。
图13-7 单脉冲天线方向图。