本實用新型涉及雷達通信技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種相控陣雷達輔助天線。
背景技術(shù):
在相控陣雷達天線上,加裝輔助天線,通過輔助天線與主天線的信號比較,采取副瓣對消技術(shù),在方位360°空間范圍內(nèi)實現(xiàn)電子反干擾。輔助天線既要適配雷達主天線的增益、極化又要實現(xiàn)全方位的空間覆蓋。
目前現(xiàn)有相控陣雷達輔助天線采取的是多方位、多單元天線組陣的方式,通過在水平方向上對陣列單元的幅度和相位控制,來達到方位360度增益及覆蓋控制,這種天線形式能適應垂直極化的主天線。當極化方式為水平時,方位陣列天線的水平剖面尺寸較大,所以多個輔助天線的中心間距較大,難以滿足當今先進副瓣對消信號處理系統(tǒng)對輔助天線間距要求小于一個波長的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種相控陣雷達輔助天線。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種相控陣雷達輔助天線,它包括輻射單元、模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和功分器,輻射單元安裝在功分器前,模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)安裝在輻射單元和功分器之間。所述的輻射單元為波導窄邊三單元一體化開口結(jié)構(gòu),并與功分器無縫連接,在保證水平極化的同時,剖面尺寸小于四分之一波長。
所述的波導窄邊三單元一體化開口結(jié)構(gòu)為一體式切割,保證輻射單元的高度一致性。
所述的波導窄邊三單元一體化開口的剖面尺寸小于四分之一工作波長。
所述的輻射單元與功分器之間沒有過渡,通過螺釘固定,直接連接在一起,形成無縫連接。
所述的多個輔助天線組陣使用時的中心間距在半波長以內(nèi)。
所述的功分器利用Wilkinson兩級寬帶功分器的原理,能夠?qū)崿F(xiàn)三單元的信號幅度相位控制。
所述的輻射單元采用同軸轉(zhuǎn)波導多級變換并配合曲線漸變進行匹配。
本實用新型的有益效果是:本實用新型創(chuàng)新設(shè)計出窄邊三單元一體開口波導輻射單元并與成形腔體空氣帶狀線功分器無縫連接,在保證水平極化的同時,剖面尺寸小于四分之一波長,使得多個輔助天線組陣時的中心間距可以達到半波長以內(nèi)。在信號處理系統(tǒng)利用該陣列的多個輔助天線接收信號,使得空域、時域多維聯(lián)合自適應處理副瓣對消技術(shù)得以實現(xiàn),這種結(jié)構(gòu)形式在保證輔助天線電性能的基礎(chǔ)上,無冗余電纜,結(jié)構(gòu)簡單并且穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)成本極低。
附圖說明
圖1為本實用新型波導輻射單元切割前結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實用新型與功分器連接關(guān)系示意圖;
圖3為本實用新型三個輻射單元組陣后結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本實用新型單個輻射單元仿真計算結(jié)果圖;
圖5為本實用新型三個輻射單元組陣后仿真計算結(jié)果圖;
圖中,1-輻射單元,2-模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),3-功分器,4-N型接口。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案,但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。
一種相控陣雷達輔助天線,它包括輻射單元1、模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2和功分器3,輻射單元1安裝在功分器3前,模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)2安裝在輻射單元1和功分器3之間。所述的輻射單元1為波導窄邊三單元一體化開口結(jié)構(gòu),并與功分器3無縫連接,在保證水平極化的同時,剖面尺寸小于四分之一波長。
所述的波導窄邊三單元一體化開口結(jié)構(gòu)為一體式切割,保證輻射單元的高度一致性。
所述的波導窄邊三單元一體化開口的剖面尺寸小于四分之一工作波長。
所述的輻射單元1與功分器3之間沒有過渡,通過螺釘固定,直接連接在一起,形成無縫連接。
所述的多個輔助天線組陣使用時的中心間距在半波長以內(nèi)。
所述的功分器3利用Wilkinson兩級寬帶功分器的原理,能夠?qū)崿F(xiàn)三單元的信號幅度相位控制。
所述的輻射單元1采用同軸轉(zhuǎn)波導多級變換并配合曲線漸變進行匹配。
對各種輻射單元進行分析、比較、計算,都難以滿足使用需求,最終摒棄傳統(tǒng)的輻射單元,如:微帶振子、同軸振子、波導裂縫,采用獨特的窄邊三單元一體開口波導的輻射單元形式。
本實用新型設(shè)計在S波段,為實現(xiàn)360°方位增益控制,同時又要保證低剖面和水平極化,對輻射單元1的口徑、口面及模式轉(zhuǎn)換部分的形狀及深度進行了精心的設(shè)計。設(shè)計出的輻射單元的口徑為22.15mm,由于沒有采用傳統(tǒng)波導輻射單元沿兩側(cè)張開形成張角的形式,匹配設(shè)計極其困難。為解決匹配問題,此次設(shè)計中采用同軸轉(zhuǎn)波導多級變換并配合曲線漸變的匹配形式,使輻射單元的帶內(nèi)駐波控制在1.2以下,如圖4所示;三單元組合(含功分器3)駐波控制在1.5以下,如圖5所示。
三單元組陣采用BJ48標準波導一體切割、焊接加工成形,如圖1所示。這種單元設(shè)計綜合考慮了電訊和結(jié)構(gòu)的特點,生產(chǎn)一致性好、免調(diào)試,保證了輻射單元間的一致性。由于采用標準波導及一體切割、焊接加工成形,同批次各列及批次間的一致性也得到保證。
同時,這種結(jié)構(gòu)形式在保證輔助天線電性能的基礎(chǔ)上,結(jié)構(gòu)簡單并且穩(wěn)定可靠,生產(chǎn)成本極低。
由于功分器3與輻射單元1的一體化設(shè)計,如圖2所示,功分器3跟輻射單元1無縫連接,因此功分器3與輻射單元1結(jié)構(gòu)會有適配問題,同時功分器3的結(jié)構(gòu)對輔助天線方位增益的控制也有影響,因此對輔助天線輻射單元進行了二次優(yōu)化設(shè)計,使得整個組合達到匹配,同時對方位增益進行更加精確的控制。三個輻射單元1與功分器3組合優(yōu)化后的帶內(nèi)駐波在1.5以下,實現(xiàn)了在360°方位上對雷達主天線的副瓣覆蓋。
如圖3所示,為本實用新型三個輻射單元1組陣后的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實用新型的低剖面、水平極化特性輔助天線,可用于間距小于一個波長的多個輔助天線組陣。信號處理系統(tǒng)利用該陣列的多個輔助天線接收信號,使得空域、時域多維聯(lián)合自適應處理副瓣對消技術(shù)得以實現(xiàn)。