单脉冲相频扫天线制造技术

本发明专利技术提供了一种单脉冲相频扫天线，包括：多端口平衡馈电频扫线阵、多通道有源收发组件、和差网络。本发明专利技术采用多端口平衡馈电线阵形式，可以实现在频扫维的单脉冲天线形式，引入慢波线结构可以大大扩展频扫角度覆盖范围，多端口平衡馈电技术、慢波线技术的使用，解决Ku以上频段大角度相频扫天线的低剖面高效率集成难题，合理分配多端口平衡馈线阵上的能量分布，可以大大提高天线效率，且具有较好的工程可实现性。单脉冲相频扫天线技术不仅提高了频扫雷达的测角能力，降低雷达成本低，且具有很好的可扩展性。有很好的可扩展性。有很好的可扩展性。

【技术实现步骤摘要】
单脉冲相频扫天线


[0001]本专利技术涉及一种单脉冲相频扫天线。

技术介绍

[0002]频率扫描天线是最早用于三坐标雷达的电子扫描雷达天线，由于其实现方便、结构紧凑、机动性好、成本低、波束转换速度快，至今仍在雷达系统中大量采用。
[0003]频扫雷达主要采用顺序波束法和圆锥扫描体制对探测目标进行测角，通常为了能获取精确的目标角度信息，雷达需多个脉冲回波数据，另外由于目标对不同频率的响应有起伏，多个不同频率的脉冲回波处理，也引起了目标测量的误差。
[0004]随着现代电子信息技术与武器技术的快速发展，基于频扫体制的雷达系统在跟踪精度和取得目标角度信息方面都不能很好的满足未来战场发展的需求。
[0005]而单脉冲体制原则上只需要一个回波脉冲就能获得目标的距离和全部角坐标信息，这样就大大加快了提取目标角度信息的速度和精度，而且其跟踪、抗干扰能力诸性能均优于频扫体制的天线，因而得到广泛的应用。
[0006]现有技术中，为提高雷达系统对目标的定位、跟踪进度性能，采用两维相扫体制或两端口平衡馈电频扫天线单脉冲技术，两维相扫体制有源通道数多，成本高，不利于阵面规模的扩展，两端口平衡馈电频扫天线效率低，常用在X频段以下，在Ku以上的频段，效率低且不具备工程实现性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种单脉冲相频扫天线，通过采用多端口平衡馈电的线阵，采用有源收发组件调整多个激励口的信号幅度值，边沿馈电口对应的耦合能量尽量大，以提升整体天线的效率，满足Ku以上频段两维大角度扫描的使用需求，一维采用频扫，有源通道数少，成本低，扩展性好。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供了一种单脉冲相频扫天线，包括：频多端口平衡馈电频扫线阵、多通道有源收发组件、和差网络，其中多端口平衡馈电线阵激励口为偶数，包含4个独立馈电的串馈天线，每个串馈天线由多个耦合结构、辐射单元、慢波线、射频激励口以及吸收负载口组成，多通道有源收发组件内集成射频合路网络，分口与串馈天线的激励口相联，完成接收信号的低噪声放大以及信号的幅度衰减、相位调整，集合口与和差网络连接。和差网络实现4个象限的接收信号的和差处理，最终形成和、方位差、俯仰差信号；
[0010]所述单脉冲相频扫天线频扫维具有大角度频扫功能，另外一维具有大角度相位扫描功能，采用带状线形式，大角度频扫采用慢波线结构引入辐射单元之间的相位差，慢波线上的能量采用双线耦合结构将激励口的能量分配到每个辐射单元，辐射单元等间距排布，间距定义为d1，两条线阵间距为d2，d1、d2的选取满足扫描不出栅瓣的要求；
[0011]所述多端口平衡馈电频扫线阵每个馈电口激励的线阵天线内部功率分配独立设
计，根据阵面规模、工作频段、频扫维副瓣要求，综合考虑工程可加工性规划端口数数量，为实现差方向图，激励端口数量为偶数。
[0012]所述的多端口平衡馈电线阵激励端口在同一侧，吸收负载在另外一侧，线阵上部分靠近激励口的天线单元分配的能量最大，靠近吸收负载的天线单元分配的能量最小，线阵下部分靠近激励口的天线单元分配的能量最小，靠近吸收负载的天线单元分配的能量最大，天线单元分配的能量大小通过调整耦合结构的耦合度实现。
[0013]进一步地，多端口平衡馈电线阵通过所述的多通道有源收发通道的接收幅度衰减功能调整边沿馈电口对应的能量，在满足可加工要求的前提下最大程度将传输线上的能量耦合到辐射单元上，配合有源收发组件的接收幅度衰减功能，得到要求的低副瓣性能的同时提高天线效率。
[0014]进一步地，多端口平衡馈电线阵接收合成的射频信号经多通道有源收发组件移相衰减后进入和差网络和成为和、方位差、俯仰差信号，整个阵面分成4个象限，分别为左上半阵、左下半阵、右上半阵、右下半阵。
[0015]进一步地，和差网络由三个和差电路、1个2合路、一个环形电路组成，为4进4出无源网络。
[0016]进一步地，工作在发射状态时，多端口平衡馈电线阵的每个激励口的发射激励信号相同，保证最大的功率输出，获取最大EIRP值。
[0017]本专利技术可以作为单脉冲频扫天线设计方法应用于各种单脉冲相频扫雷达系统中。
[0018]本专利技术一种单脉冲相频扫天线，通过多端口平衡馈电线阵将线阵上的能量通过多个端口激励分布，减少Ku以上频段慢波线损的影响，使天线具有工程可实现性，综合采用有源收发组件的幅度衰减功能尽可能的使耦合到辐射单元上的能量最大，以提高天线效率。
[0019]本专利技术提供了一种单脉冲相频扫天线，包括：多端口平衡馈电频扫线阵、多通道有源收发组件、和差网络，其中多端口平衡馈电线阵激励口为偶数，包含至少4个独立馈电的串馈天线，每个串馈天线由多个耦合结构、辐射单元、慢波线、射频激励口以及吸收负载口组成，多通道有源收发组件内集成射频合路网络，分口与串馈天线的激励口相联，完成接收信号的低噪声放大以及信号的幅度衰减、相位调整，集合口与和差网络连接。和差网络实现4个象限的接收信号的和差处理，最终形成和、方位差、俯仰差信号。本专利技术采用多端口平衡馈电线阵形式，可以实现在频扫维的单脉冲天线形式，引入慢波线结构可以大大扩展频扫角度覆盖范围，多端口平衡馈电技术、慢波线技术的使用，解决Ku以上频段大角度相频扫天线的低剖面高效率集成难题，合理分配多端口平衡馈线阵上的能量分布，可以大大提高天线效率，且具有较好的工程可实现性。单脉冲相频扫天线技术不仅提高了频扫雷达的测角能力，降低雷达成本低，且具有很好的可扩展性。
[0020]本专利技术的有益效果在于，采用多端口激励馈电技术，解决Ku以上高频段大角度相频扫天线的低剖面高效率集成技术难点，使其可工程化使用，且天线效率比传统的两端口平衡馈电大大提升，相频扫天线与两位相扫天线相比可大大减少有源通道数，降低系统成本，且具有很好的扩展性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一实施例的单脉冲相频扫天线的原理框图；
[0022]图2是本专利技术一实施例的4端口平衡馈电线阵示意图；
[0023]图3是本专利技术一实施例的4
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16有源通过规模阵面示意图；
[0024]图4是本专利技术一实施例的15GHz的频扫维方向图；
[0025]图5是本专利技术一实施例的16GHz的频相扫方向图；
[0026]图6是本专利技术一实施例的17GHz的频扫维方向图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式进行进一步的详细描述。
[0028]本专利技术提供的一种单脉冲相频扫天线，包括：4端口平衡馈电频扫线阵、4个16通道有源收发组件、和差网络，其中4端口平衡馈电线阵包含至少4个独立馈电的串馈天线，每个串馈天线由5个耦合结构、5个辐射单元、4段慢波线结构、每个串馈天线有1个视频激励口和1个吸收负载口，16通道有源收发组件内集成16功分合路网络，16个分口与串馈天线的激励口相联，完成接收信号的低噪声放大以及信号的幅度衰减、相位调整，1个集合口与和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单脉冲相频扫天线，其特征在于，包括：多端口平衡馈电频扫线阵、多通道有源收发组件、和差网络，其中，多端口平衡馈电线阵激励口为偶数，包含：至少4个独立馈电的串馈天线，每个串馈天线由多个耦合结构、辐射单元、慢波线、激励口以及负载吸收口组成；多通道有源收发组件内集成射频合路网络，分口与串馈天线的激励口相联，完成接收信号的低噪声放大以及信号的幅度衰减、相位调整，集合口与和差网络连接；和差网络实现4个象限的接收信号的和差处理，最终形成和、方位差、俯仰差信号。2.如权利要求1所述的一种单脉冲相频扫天线，其特征在于，所述单脉冲相频扫天线的频扫维具有大角度频扫功能，另外一维具有大角度相位扫描功能，大角度频扫采用慢波线结构引入辐射单元之间的相位差，慢波线上的能量采用双线耦合结构将激励口的能量分配到每个辐射单元，辐射单元等间距排布，间距定义为d1，两条线阵间距为d2，d1、d2的选取满足扫描不出栅瓣的要求。3.如权利要求1所述的一种单脉冲相频扫天线，其特征在于，所述多端口平衡馈电频扫线阵的每个馈电口激励的线阵天线内部功率分配独立设计，根据阵面规模、工作频段、频扫维副瓣要求，综合考虑工程可加工性规划端口数数量，为保证差波束形成，激励端口数量为偶数。4.如权利要求1至3任一项所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛玲珑，季超，石磊，龚晶晶，史洁琼，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：