面向結(jié)構(gòu)誤差的有源相控陣天線電性能補(bǔ)償方法.pdf

1、有源相控陣天線(APAA)因其可靠性高、功能多、探測和跟蹤能力強(qiáng)、隱身性能好等無可比擬的優(yōu)勢，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種雷達(dá)系統(tǒng)中。APAA陣面在加工、裝配過程中會導(dǎo)致陣面產(chǎn)生隨機(jī)誤差；天線工作時，振動、沖擊、高熱功耗等又會引起陣面變形。陣面的隨機(jī)誤差和陣面變形都會引入陣元位置誤差，引起天線電性能惡化，因此需對APAA的電性能進(jìn)行補(bǔ)償。本文基于前人對APAA機(jī)電耦合理論研究的基礎(chǔ)上，在不考慮單元方向圖和陣元互耦的情況下，分別研究了相位調(diào)整、基于

2、最小二乘法的激勵幅相調(diào)整和基于FFT法的激勵幅相調(diào)整等三種電性能補(bǔ)償方法的補(bǔ)償原理及補(bǔ)償過程，并對其補(bǔ)償效果進(jìn)行了研究，主要包括以下內(nèi)容：
　　首先，本文介紹了APAA中結(jié)構(gòu)-電磁耦合模型，基于耦合模型分析了結(jié)構(gòu)誤差對天線電性能的影響，當(dāng)結(jié)構(gòu)誤差超過某一量級時，電性能不達(dá)標(biāo)，需要對電性能進(jìn)行補(bǔ)償。
　　其次，基于APAA機(jī)電耦合理論，討論了三種電性能補(bǔ)償方法的計算原理及其效果。
　　（1）相位調(diào)整法：利用APAA機(jī)電耦

3、合模型，計算由陣元位置誤差引起的空間相位附加因子，調(diào)整激勵電流相位抵消空間相位附加因子，實(shí)現(xiàn)對天線電性能的補(bǔ)償。由算例仿真結(jié)果可以看出，相位調(diào)整法對波束指向偏差補(bǔ)償效果明顯。
　?。?）基于最小二乘法的幅相調(diào)整：利用APAA機(jī)電耦合模型，建立理想方向圖和誤差方向圖函數(shù)表達(dá)式，基于最小二乘法思想，理想方向圖和誤差方向圖之間差值的最小二乘解即為補(bǔ)償激勵電流。由算例仿真結(jié)果可以看出，基于最小二乘的幅相調(diào)整法對增益、副瓣及波束指向等電性能

4、補(bǔ)償效果明顯。
　?。?）基于FFT法的幅相調(diào)整：結(jié)合FFT法在天線方向圖計算中的應(yīng)用，建立天線方向圖函數(shù)和激勵電流間的傅立葉轉(zhuǎn)換關(guān)系，將誤差方向圖中的結(jié)構(gòu)誤差項(xiàng)通過傅立葉變換轉(zhuǎn)換到激勵電流中，將結(jié)構(gòu)誤差的影響等效為電流的變化，然后調(diào)整激勵電流幅度和相位實(shí)現(xiàn)對天線電性能的補(bǔ)償。由算例仿真結(jié)果可以看出，基于FFT法的激勵幅相調(diào)整法對增益、副瓣及波束指向等電性能補(bǔ)償效果較好。
　　最后，對三種電性能補(bǔ)償方法的適用范圍做了比較，并