彈載共形可全空域掃描無源相控陣研究.pdf

1、相控陣天線由于具有高增益輻射與無慣性波束掃描等優(yōu)點，因此被廣泛應用于雷達、通信以及成像等系統(tǒng)中。平面相控陣天線的波束掃描范圍通常只有120°（-60°～+60°），共形相控陣可以突破平面相控陣的掃描范圍限制。因此，共形相控陣得到越來越多的關注。
　　導引頭是引導導彈準確攻擊目標的關鍵裝備。目前導彈采用的微波、毫米波導引頭主要采用機械控制掃描的平面天線，存在著掃描范圍小、速度慢、精度與可靠性低等問題。若依據(jù)彈體的錐面與柱面結(jié)構(gòu)構(gòu)建共

2、形天線，并通過相控波束掃描控制，則可實現(xiàn)全空域（即全立體角）掃描的共形相控陣，這不僅可以極大的擴展導彈的攻擊范圍，還可以使導彈具備一定的信息后傳的能力?，F(xiàn)有文獻未見有利用柱面與錐面共形結(jié)構(gòu)實現(xiàn)全立體角掃描陣列的報導。因此，研究彈載共形可全立體角掃描的相控陣具有很強的現(xiàn)實意義與理論價值。
　　本文首先探討了柱面與錐面陣列的輻射場求解問題與波束覆蓋問題。在求解輻射場的問題中，根據(jù)柱面與錐面共形陣列中單元的指向與極化旋轉(zhuǎn)關系，得到了柱面

3、與錐面共形陣列的輻射場的求解方法。在波束覆蓋問題中，提出了柱面與錐面陣列實現(xiàn)低仰角波束掃描的方法，并以此得到了彈載共形相控陣全立體角波束掃描的設計方案。
　　其次，設計了錐面與柱面共形微帶天線單元，并利用所設計的共形微帶天線單元構(gòu)成錐面與柱面共形微帶天線陣列以分別實現(xiàn)彈體前向30°≤θ≤150°，60°≤ψ≤120°范圍內(nèi)以及側(cè)向60°≤θ≤180°，60°≤ψ≤120°范圍內(nèi)的波束掃描覆蓋。
　　再次，基于PEC表面的磁流

4、源輻射模式，設計了柱面共形微帶八木天線并以此構(gòu)成柱面共形后向陣列，實現(xiàn)了彈體后向0°≤θ≤30°，30°≤ψ≤150°范圍內(nèi)的波束掃描覆蓋。同時，基于口徑投影法對陣列單元饋電幅度進行優(yōu)化，得到了較為理想的輻射方向圖。
　　最后，對共形陣列的饋電網(wǎng)絡進行了設計，對前面設計的三個陣列進行了組合，并對陣列樣品進行了加工與測試。實測結(jié)果顯示陣列樣品可以實現(xiàn)前向與側(cè)向30°≤θ≤180°，60°≤ψ≤120°以及后向0°≤θ≤30°，30°