相控阵雷达辅助天线位置选取设计

2019-10-10 版权声明 举报文章

相控阵雷达辅助天线位置选取设计

摘要:自适应旁瓣对消(ASLC)技术是抑制有源干扰的有效措施之一,它利用干扰在空间的相关性,通过辅助接收通道在干扰方向形成波束零点,从而大大减小从雷达天线旁瓣进入的干扰。本文介绍了旁瓣对消的基本原理,和辅助天线位置确立的基本要求,结合某相控阵雷达,通过不同辅助天线位置的对消仿真分析,确立了该型号雷达的辅助天线位置方案。

关键词:自适应旁瓣对消 对消比 辅助通道

中图分类号:TN958.92 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0177-02

1 引言

在雷达所面临的各种干扰[1]中,最难对付的就是有源干扰,有源干扰信号通过雷达天线旁瓣对雷达产生消极影响。提高雷达抗副瓣干扰能力的主要措施是采用各种方法降低天线的副瓣电平[2],自适应天线技术与信号处理技术结合在一起,使天线实现超低副瓣成为可能,这一技术就是自适应旁瓣对消技术[3]。自适应旁瓣对消技术相当于存在有源干扰时自适应地修改辅助天线的权值,使干扰输入功率最小,也就是新的空间滤波器[4]在干扰信号到达的信号方向上形成了空间零点,从而抑制了旁瓣的干扰。

2 旁瓣对消的基本原理

4 辅助天线位置

由于相控阵雷达[7]的特点,不需要单独建立辅助天线系统,而是从天线阵列中抽取部分阵元作为辅助天线。因此,辅助天线的位置的确定也是影响对消性能的关键所在。辅助天线的位置的有如下基本准则[8]:

将辅助天线置于离主天线相位中心尽可能近的地方,以保证其获得的干扰信号取样与雷达天线副瓣接收的干扰信号相关,即数值上应满足主天线和辅助天线的相位中心间距与光速之比远小于雷达频带及干扰频带两者的小者。

辅助天线应置于主天线之中或其周围,一方面以形成与主天线方向图副瓣形状相匹配的方向图,另一方面缩短相位中心的距离,从而大大降低主辅通道内干扰信号之间的非相关性。辅助天线应非规则排列,以避免产生栅瓣。

在本文中,主天线的相位中心位于面阵中心。因此,辅助天线应尽量选取面阵中心天线,且分布在面阵中心周围。同时,辅助天线为主天线中的部分阵元,因此天线方向图与主天线有很好的匹配。为了避免栅瓣,辅助天线非规则排列,不同的辅助天线应不在同一行或同一列。

根据辅助天线位置选取原则,及本型号中预计对付4个干扰,需要4个辅助天线,将4个辅助天线分别按照图3所示a,b,c三个方案进行放置。假设雷达天线受到4个不同方向的干扰,根据干扰信号的信息进行主天线旁瓣和辅天线干扰信号接收和对消处理,通过对消比计算,得到方位和俯仰上的对消比如图4和图5所示。

由图4和图5可以看出,a方案由于距离较远,对消效果不如方案b、c,方案b中由于有两个辅助天线在同一行,在与方案c坐标接近,甚至更靠近中心的情况下,不如方案c的对消效果。

由于方案c的放置方案中,主天线和辅助天线的相位中心间距与光速之比已远小于雷达频带,辅助天线位置再进一步靠近中心,对消效果并未有提高,距离中心过近,矩阵运算中易出现极端数值,不利于硬件实现,通过仿真,我们采取c方案的辅助天线放置方案。

5 结语

本文通过相控阵雷达旁瓣对消处理的基本原理和面阵天线干扰接收介绍,依据辅助天线放置方案选取原则,对不同辅助天线放置方案下的对消比进行了仿真分析,结合硬件实现,得出某型号雷达的辅助天线放置方案。

参考文献

[1]朱华帮,杜鹃.雷达抗干扰技术的新特点及发展方向.湖北航天科技,2004年第5期.

[2]钟顺时.天线理论与技术.电子工业出版社,2011.8.1.

[3]马晓岩,向家彬等.雷达信号处理.湖北科学技术出版社,1998.10.

[4]龚耀寰.自适应滤波-时域自适应滤波和智能天线.北京:电子工业出版社,2003.7.

[5]J.C.old. Multiple Open-Loop interference Canceller for a ratating search radar. IEEE Proc, Aprill 1984, Vol.132 pts F&H No.2.

[6]Wiener N,Hopf E. On a Class of singular integral equations. Proc. Prussion Acad Math-Pbys Ser,1937.696.

[7]张光义.相控阵雷达原理.国防工业出版社,2009.

[8]任晞.旁瓣对消(SLC)系统的理论研究与实现.成都:电子科技大学硕士学位论文,2003.

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