[發(fā)明專(zhuān)利]一種嵌套式不等間距相控陣天線及組陣方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810940287.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109088179A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫立春;侯田;饒玉如;汪偉;金謀平;魯加國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q21/29
• 分類(lèi)號(hào): H01Q21/29;H01Q21/00
• 代理公司: 合肥昊晟德專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明公開(kāi)了一種嵌套式不等間距相控陣天線及組陣方法，包括至少兩個(gè)天線單元，天線單元中單元間距最大的排布在天線陣的中心位置形成第一方形模塊，第一方形模塊的外層為單元間距次大的天線單元圍繞形成的第二方形模塊，依次類(lèi)推，將所有的天線單元按單元間距由大到小依次圍繞成方形模塊并排布在上個(gè)方形模塊的外圈。本發(fā)明不同天線單元分布在各自區(qū)域，有利于形成模塊，天線陣中有源通道成外密內(nèi)疏分布，相較于常規(guī)滿(mǎn)陣有源通道的密集分布，內(nèi)密外疏的通道分布利于陣面中心區(qū)域的熱流動(dòng)，有利于系統(tǒng)工作中的散熱，熱穩(wěn)定的系統(tǒng)更加安全可靠。有效削弱的天線方向圖柵瓣，降低了雜散信號(hào)干擾，提高雷達(dá)系統(tǒng)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陣列天線技術(shù)，尤其涉及的是一種嵌套式不等間距相控陣天線及組陣方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)的飛速發(fā)展，雷達(dá)已經(jīng)在國(guó)防、民用領(lǐng)域起到越來(lái)越重要的作用。有源相控陣?yán)走_(dá)作為雷達(dá)的重要分支，具有快速改變波束指向和波束形狀、可用多部發(fā)射機(jī)在空間進(jìn)行功率合成、易于形成多個(gè)發(fā)射與接收波束等特點(diǎn)，是當(dāng)今雷達(dá)發(fā)展的主流。

然而，相控陣?yán)走_(dá)造價(jià)較高，龐大的設(shè)備及其用電量是一個(gè)影響相控陣應(yīng)用的重要因素。降低造價(jià)是相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展的迫切需求。作為相控陣?yán)走_(dá)的窗口，相控陣天線占據(jù)了雷達(dá)系統(tǒng)的大部分成本，如何解決相控陣天線造價(jià)具有極大的意義。

目前常用降低相控陣天線成本的方法主要是減少有源通道數(shù)量。常見(jiàn)的減少有源通道的方法有：有限視場(chǎng)掃描、稀疏陣、不規(guī)則子陣等。有限視場(chǎng)掃描是通過(guò)犧牲天線陣的掃描能力來(lái)增大天線單元間的間距以達(dá)到減少有源通道的目的；稀疏陣則是通過(guò)某種特定方式將天線單元進(jìn)行一定比例稀疏化，此方法可大比例稀疏天線單元和有源通道數(shù)，但是設(shè)計(jì)方法難度大，且稀疏后的天線陣形狀各異難以加工、裝配、定位；運(yùn)用不規(guī)則子陣打破子陣排布周期性也可實(shí)現(xiàn)稀疏有源通道，但是不規(guī)則子陣組成難度大，對(duì)于大陣列設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)法通過(guò)人工手動(dòng)拼接完成組陣，工程上亦較難實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于：如何削弱由有源通道稀疏天線單元間距增大引起的方向圖柵瓣，提供了一種嵌套式不等間距相控陣天線及組陣方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的，本發(fā)明的一種嵌套式不等間距相控陣天線，其特征在于，包括至少兩個(gè)天線單元，天線單元中單元間距最大的排布在天線陣的中心位置形成第一方形模塊，第一方形模塊的外層為單元間距次大的天線單元圍繞形成的第二方形模塊，依次類(lèi)推，將所有的天線單元按單元間距由大到小依次圍繞成方形模塊并排布在上個(gè)方形模塊的外圈。

位于外層的方形模塊包圍其內(nèi)層的方形模塊，外層的方形模塊的天線單元的單元間距能被方形模塊的邊長(zhǎng)整除。

所述第一方形模塊的天線單元為n×n的小子陣。因?yàn)樘炀€單元按單元間距由大到小的順序編號(hào)，故編號(hào)越小的天線單元其尺寸也就越大，需要以子陣形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，防止天線法向波束出現(xiàn)柵瓣。

一種嵌套式不等間距相控陣天線的組陣方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)天線陣規(guī)模，選擇兩種或兩種以上單元間距的天線單元，天線單元按單元間距由大到小的順序編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)……N號(hào)；

(2)將1號(hào)天線單元按其間距緊密排布在天線陣中心位置，形成一個(gè)方形模塊；

(3)將2號(hào)天線單元按其間距緊密排布在方形模塊外圍，形成“口”字形，包圍中心的方形模塊，并形成新的方形模塊；

(4)將剩余種類(lèi)天線單元依次排布在方形模塊外圈，直至完成天線陣的排布。