CN104133194A - 基于真时延技术的宽带相控阵 - Google Patents

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谢欢欢
王耀召
刘卫强
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Abstract

本发明提出一种基于真时延技术的宽带相控阵，宽带天线、R组件及波控模块，N个天线单元分为M个子阵，每个子阵后端设置一个R组件，波控模块对R组件中的放大、移相、衰减、延时过程进行控制，宽带天线各子阵的延时量依次为0、τbns、2τbns、…、(M-1)τbns。本发明采用真实时延技术，并根据实际情况进行子阵划分，在兼顾成本与性能的情况下，可缩小天线子阵之间的孔径渡越时间，提高信号的瞬时信号带宽，从而提升雷达的分辨率和成像能力；并且使天线方向图的零点在来波带宽范围内基本保持稳定，提高系统的抗宽带干扰能力；并可根据宽窄带信号的不同，确定TDD延时器的状态，从而赋予雷达实现多功能的能力。

Description

基于真时延技术的宽带相控阵
技术领域
本发明涉及相控阵雷达的宽带技术，具体涉及基于真实时间延迟的宽带相控阵技术。
背景技术
多功能雷达是现代化战争发展的趋势，未来多功能雷达将同时具备搜索、捕获、跟踪、测量、识别等功能，在探测和捕获目标的同时还要求具有较高的生存能力——即能较好地对抗反辐射导弹。现阶段的大型相控阵雷达，由于其阵面较大，在实现信号扫描时，天线单元会产生一定的相位差，利用移相器并不能完全消除，这就造成天线之间的孔径渡越时间过大，天线的瞬时信号带宽较窄。近年来，国内外学者提出一种真实时间延迟(真时延)TTD(True Time Delay)技术，利用延时器取代常规的移相器，减小相控阵天线的孔径渡越时间，提高雷达的瞬时信号带宽，实现其宽带特性。国内目前尚未见到采用TTD技术的相控阵雷达实用系统。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于真时延技术的宽带相控阵，运用真实时间延迟技术减小相控阵天线的孔径渡越时间，使波束同时到达目标，提高雷达的瞬时信号带宽，并据此来提高雷达的分辨率和成像能力，提高系统的抗宽带干扰能力，实现雷达的多功能。
本发明的技术方案为：
所述一种基于真时延技术的宽带相控阵，包括宽带天线、R组件及波控模块，N个天线单元分为M个子阵，每个子阵后端设置一个R组件；宽带天线接收微波信号，并将信号接入R组件进行处理，波控模块对R组件中的放大、移相、衰减过程进行控制，其特征在于：R组件中还包括延时部分，波控模块对R组件中的延时部分进行控制，实现宽带天线各子阵的延时量依次为0、τbns、2τbns、…、(M-1)τbns；其中ns为每个子阵中的天线单元个数，τb为相邻天线单元之间接收信号的时间延迟。
有益效果
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明采用真实时延技术，并根据实际情况进行子阵划分，在兼顾成本与性能的情况下，可缩小天线子阵之间的孔径渡越时间，提高信号的瞬时信号带宽，从而提升雷达的分辨率和成像能力；并且使天线方向图的零点在来波带宽范围内基本保持稳定，提高系统的抗宽带干扰能力；并可根据宽窄带信号的不同，确定TDD延时器的状态，从而赋予雷达实现多功能的能力。
附图说明
图1为本发明所述基于TTD技术的宽带相控阵雷达原理框图；
图2为本发明所述对真时延相控阵的子阵划分。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施实例，对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，采用本发明提出的基于真时延的宽带相控阵技术构建的宽带相控阵雷达由天线单元、R组件、波控模块、电源、功分网络和信号处理模块共同构成。
综合考虑成本与性能之间的平衡，将N个天线单元分为M个子阵，每个子阵后端设置一个R组件，宽带天线接收微波信号，并将信号接入R组件进行处理，R组件内包含了移相器、衰减器、放大器等，波控模块对R组件中的放大、移相、衰减过程进行控制，R组件的输出信号采用功分网络进行合成，以提供给后端的信号处理模块。
本发明的发明点在于，在R组件中加入有延时器，利用延时器的实时延迟线来减小相控阵天线的孔径渡越时间。如图2所示，波控模块对R组件中的延时器进行控制，实现宽带天线各子阵的延时量依次为0、τbns、2τbns、…、(M-1)τbns；其中ns为每个子阵中的天线单元个数，τb为相邻天线单元之间接收信号的时间延迟。这样使整个阵列的孔径渡越时间缩小为原来的1/M，使子阵之间的信号同时达到目标，将天线的瞬时信号带宽提高M倍。

Claims (1)

1.一种基于真时延技术的宽带相控阵，包括宽带天线、R组件及波控模块，N个天线单元分为M个子阵，每个子阵后端设置一个R组件；宽带天线接收微波信号，并将信号接入R组件进行处理，波控模块对R组件中的放大、移相、衰减过程进行控制，其特征在于：R组件中还包括延时部分，波控模块对R组件中的延时部分进行控制，实现宽带天线各子阵的延时量依次为0、τbns、2τbns、…、(M-1)τbns；其中ns为每个子阵中的天线单元个数，τb为相邻天线单元之间接收信号的时间延迟。
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