在雷达对抗中,相位法干涉仪测 向技术是用于对雷达辐射源进行精确测向的重要技术。在相位法干涉仪测向技术的基础上,研究了恒电长度单基线干 涉仪的测向原理,探讨了恒电长度单基 线干涉仪在 天线设计中 所涉及的 工程问题,并提出了解决方法,最后通过试验验证了恒电长度单基线干涉仪测向工程化的可行性。
在工程应用中,要实现干涉仪测向系统基线长度与信号波长比值为常数,最容易想到的就是通过天线设计来实现。如果存在一种天线以任意的比例变换以后仍等于它原来的结构,则它的电性能将与频率无关,那么通过天线的布阵就可能实现上述设想。实际工程应用中就存在这样的天线,螺旋圆锥天线就是典型的非频变天线。
圆锥螺旋天线具有如下3个重要的电特性:
(1)方向特性:
螺旋圆锥天线的辐射特性主要由周长约(0.8~1.3)λ的一组螺旋线决定,也就是说,如果要覆盖宽带频率,各个频点的辐射特性决定于各自频率点波长相对应的螺旋臂上(0.8~ 1.3)λ周长的螺旋线。
(2)相位中心:
圆锥螺旋天线的半径b是个变数,所以在工作频率一定时,满足螺旋线1周长度略小于1个波长的位置在圆锥上是确定的。可以认为,圆锥螺旋天线的相位中心即位于此有效辐射区中的圆锥对称轴上。工程中相位中心的实际位置与圆锥螺旋天线的相位中心所对应的位置略有差异:
(3)工作带宽:
圆锥螺旋天线的工作带宽主要由其几何参数决定。天线的上限工作频率由圆锥小端半径决定。
天线是实现恒电长度单基线干涉仪测向关键。天线设计对恒电长度单基线干涉仪测向的影响以及解决办法。
1、天线工程制作的影响:
在天线的工程设计中,不可能完全保证工程设计同理论设计完全一致,在实际工程设计中必须叠加诸如由设计、选料、生产和制作等过程引起的偏差因素,综合对选料、生产、工艺等方面的测算,这个最大偏差包含安装角度偏差、孔位偏差、螺旋线相对于轴心的偏差等,这些都属于机械的偏差,此外还有计算偏差 、线路不均匀 、馈电电流不平衡等引起的偏差,这些偏差造成天线设计的电性能偏移了理论设计值;同时,该制作偏差必然导致天线的一致性存在差异,这也将间接影响天线布阵的效果以及工程化指标的实现。
2、天线互耦的影响:
在经典天线理论中,阵列天线的辐射方向图可表示为阵因子和单元因子的乘积,但实际上由于阵列单元之间存在互耦,位于阵列中不同区域的各单元所处环境是不同的,因而几何尺寸相同的单元天线所形成的单元方向图并不相同。但是在天线布阵形式确定的情况下,其方向图却是一定的,沿着这个思路将变化的方向图按照理论值进行修正,就可以达到无互耦时的效果。
校正方法需要综合考虑阵元位置误差(天线加工和布阵引起)和阵元间互耦效应的影响,并将流形向量视为以阵元位置参数和阵元间互耦参数为参量而以入射角参数为变量的函数。最后,通过测得校正数据,并由其估计多个方位的流形向量,求取阵元位置参数和包含通道幅度相位参数与阵元间互耦参数的校正矩阵。 2100433B