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相控阵天线的工作原理


大家都知道相控阵雷达的重要组成部分就是相控阵天线相控阵天线由许多辐射元件组成,每个辐射元件都带有移相器。通过移动从每个辐射元件发射的信号的相位来形成光束,以提供相长/相消干涉,从而使光束在所需方向上转向。 
主光束始终指向增加相移的方向。那么,如果要辐射的信号通过电子移相器传递, 给出连续的相移,则光束方向将是电子可调的。但是,这不能无限延长。对于相控阵天线的视场可以实现的高值是120°(左侧60°和右侧60°)。利用正弦定理,可以计算出必要的相位移动。

 

相控阵雷达
 

对于相控阵天线,决定性的是单个辐射元件通过规则的相位移动而被操纵,因此光束的主方向被改变。例如,RRP 117的天线由以模拟波束形成架构排列的1584个辐射元件组成。更多sophsticated雷达集使用数字波束成形架构的好处 。相控阵天线具有一下优缺点,优点有:能够允许光束在几微秒内从一个目标跳到下一个目标;能够在计算机控制下提供灵活的光束;能够在计算机控制下提供灵活的光束,任意的监视和跟踪模式,通过同时发射多个光束进行多功能操作,单个组件的故障降低了能力和光束锐度,但系统仍然可操作,缺点有:覆盖范围仅限于方位角和仰角的120度扇区,偏转时梁的变形,低频敏捷,非常复杂的结构(处理器,移相器),仍然是高成本。

相控阵天线可以有许多阵列,比如线性阵列,这些天线由线组成,其元件以公共移相器为馈电。许多垂直相互安装的线性阵列形成扁平天线。优点是布局简单,缺点有射线偏转只能在单个平面上进行,

平面阵列这些天线阵列完全由单个辐射元件组成,并且每个天线阵列都有一个自己的移相器。元素以矩阵数组排序。所有元件的平面布置形成完整的相控阵天线。优点是可以在两个平面中进行光束控制,甚至可以进行数字波束成形,确定是需要复杂的布置和更多电子控制的移相器。


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