雷达系统学习笔记（七）—

第六章相控阵雷达

6.3 相位扫描系统的组成及工作原理

相阵控雷达的相位扫描系统包括：天线阵、移相器、波束指向控制器、波束形成网络等。

6.3.1 阵列的组态和馈电方式

1、辐射单元
2、阵列的组态
常见的辐射源：半波振子、喇叭口、缝隙振子和微带偶极子等。
常见的排列方式有：矩形、正三角形、六角形和随机排列等。
阵面大都为平面阵，还有各种不同的阵列组态：
（1）透镜式阵列组态（2）偏馈反射的阵列组态（3）反射阵列组态（4）有源阵列组态（5）与飞机共形的阵列组态（6）圆形阵列组态（7）阵元分布在球面上的阵列组态
3、阵列的馈电
（1）强制馈电系统：由公共源经功率分配器\组合器强制馈电到各个阵元，馈电方式：端馈、中心馈电、等路径馈电、组合馈电。
（2）光学馈电系统（空间馈电）：分为透镜式馈电和反射镜式馈电两种。

6.3.2 移相器

对移相器的要求：足够的移相精度，性能稳定，插入损耗要小，用于发射阵列时要有足够的功率容量，频带要足够宽，开关时间短（惯性小），激励功率小（易于控制）等。

从材料上分⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪二极管移相器铁氧体移相器场效应晶体管移相器铁电陶瓷移相器分子极化控制移相器微电子机械系统（MEMS）移相器从材料上分{二极管移相器铁氧体移相器场效应晶体管移相器铁电陶瓷移相器分子极化控制移相器微电子机械系统（MEMS）移相器

从材料上分\begin{cases} & 二极管移相器 \\ & 铁氧体移相器 \\ & 场效应晶体管移相器\\ & 铁电陶瓷移相器 \\ &分子极化控制移相器 \\ &微电子机械系统（MEMS）移相器 \\ \end{cases}

从功率电平上分{高功率移相器低功率移相器从功率电平上分{高功率移相器低功率移相器

从功率电平上分\begin{cases} & 高功率移相器 \\ & 低功率移相器 \\ \end{cases}

从传输形式上分⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪波导移相器同轴线移相器集中参数移相器铁电陶瓷移相器分布参数移相器从传输形式上分{波导移相器同轴线移相器集中参数移相器铁电陶瓷移相器分布参数移相器

从传输形式上分\begin{cases} & 波导移相器 \\ & 同轴线移相器 \\ & 集中参数移相器\\ & 铁电陶瓷移相器 \\ &分布参数移相器 \\ \end{cases}

移相器控制方式⎧⎩⎨模拟式数字式模拟数字式移相器控制方式{模拟式数字式模拟数字式

移相器控制方式\begin{cases} & 模拟式 \\ & 数字式 \\ & 模拟数字式\\ \end{cases}

6.3.3 波束指向控制器

1、波束形成方式与相关结构
2、波束控制系统的组成

6.3.4 波束形成网络

1、RF波束形成
2、IF波束形成
3、数字波束形成
4、多波束形成
（1）形成发射多波束的方法：
①在RF形成多个发射波束
②在视频形成多个发射波束
③采用多波束形成网络
④将大型发射相控阵天线分为几个发射阵面，每个发射阵面形成一个独立的发射波束
（2）接收多波束形成方法：
①移相法多波束形成网络
②采用时间延迟线的多波束形成网络
③用矢量调制器方法实现的多波束形成
④中频实现的Butler接收多波束
⑤在光频上实现的多波束形成网络
⑥用罗特曼透镜实现多波束
⑦数字多波束形成

6.3.5 雷达管理器

雷达管理器用于控制并使雷达信号和数据等处理最佳，以便在一个目标最接近于天线宽边时的时间上执行这些任务。

6.4 有源相控阵雷达

6.4.1 概述

分为三个主要部分：有源电扫描阵列(AESA)、接收机激励器(Rx/ExRx/ExR_x/E_x)、处理器组合。

6.4.2 固态T/R组件的基本组成

主要由固态功率放大器、驱动放大器、T/R开关、数字式移相器、限幅器、低噪声放大器等组成。为了获得良好性能和从稳定可靠方向着想，在基本构成中又增加了环流器、电调衰减器、幅相均衡器、极化开关、检测保护电路及意向驱动器、逻辑控制电路等。

6.4.3 有源阵列的结构系统

机载有源ESA列结构设计的具体实现有不同的方法，一种方法被称为“粘贴结构”，另一方法是采用子阵结构的阵列。

6.4.4 T/R组件与馈电网络的统一设计及设计中参考架构的应用

6.5 有源相控阵雷达在第四代战斗机中的应用

6.6 有源相控阵雷达在弹道导弹防御系统中的应用

6.7 路基监控和跟踪相控阵雷达的观测空域和搜索与跟踪方式

6.8 相控阵雷达技术的优缺点及发展趋势

1、相控阵雷达的特点
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