利用雷达自身设备实现有源相控阵天线监测与校准

论文摘要

有源相控阵天线的监测和校准技术,是随着有源相控阵天线技术的发展而不断进步的一门综合性技术。它的主要任务是保证天线在整个生命周期内的性能特性、可靠性和可维修性,对有源相控阵天线进行故障判断、定位、性能评估、校准,完成保障和维护。从技术的角度看,它属于测试与测量技术,所涉及的技术几乎涵盖了电子技术的各个方面,如天线微波电磁场、接收机技术、测试信息提取(信号处理,包括A/D、数字电路)、测试数据获取和处理、软件算法、软件编程技术等。对这些技术都必须进行研究,才能够完成任务,最终获得系统的最佳性能。每一部装备了有源相控阵的雷达都需要一个这样的机内测量系统,以便随时保证雷达的耳目——天线系统的良好性能。因此,监校系统是一种针对特定雷达的,功能相对独立的专用测量系统。对这样的系统进行研究,必须从被测件和测试系统本身两个方面同时进行。本文把有源相控阵天线监测校准技术和雷达设备技术相结合进行研究,对完全利用雷达自身设备,实现有源相控阵天线监测校准进行了分析和详细设计,把这一新思路付褚实现。某雷达工程实验平台需要研制相应的监校系统,研究将以此为平台进行。本文的组织结构按照以下的思路开展:对有源相控阵天线技术进行简单回顾,对天线监测与校准系统的任务需求进行明确;了解有源相控阵天线监校系统的各种测试方法,分析各种测试方法是否适用于此次任务;研究已有的各种监校方法的原理、组成和性能、特点;结合任务雷达实验平台,选择合适的系统组成方案;仔细阐述方案实现过程,对各组成部分进行研究;采用本方案得到的结果的性能分析,精度和误差将来的预想和展望

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.2 研究的基础
• 1.3 研究的目的
• 1.4 论文的结构
• 2 有源相控阵天线及其对监测校准的要求
• 2.1 有源相控阵天线由来和概述
• 2.2 有源相控阵天线系统的一般组成
• 2.3 有源相控阵天线对监测的需求
• 2.4 天线监测原理
• 2.5 监测系统的分类
• 2.6 有源相控阵天线监测系统需要考虑的问题
• 2.7 本文问题的提出
• 2.8 小结
• 3 常用有源相控阵天线监测校准方法
• 3.1 平面近场测量校准
• 3.2 中场直接测量法
• 3.3 换相测量法
• 3.4 互耦法
• 3.5 小结
• 4 利用雷达设备实现有源相控阵天线监校的技术思路
• 4.1 雷达基本组成
• 4.2 信号产生
• 4.3 信号的注入
• 4.4 信号的接收
• 4.5 信号的处理
• 4.6 数据的处理和显示
• 4.7 测试过程中雷达设备的协同控制
• 4.8 发射监测时的功率推动
• 4.9 组件中移相器和衰减器的控制
• 4.10 供电
• 4.11 小结
• 5 有源相控阵雷达监校系统工程应用
• 5.1 概述
• 5.2 需求分析和特点
• 5.3 系统架构及组成
• 5.4 辅助天线
• 5.5 空间程差造成的相位差修正
• 5.6 有源通道T/R组件控制
• 5.7 监测信号链路计算
• 5.8 收发隔离
• 5.9 发射信号延时的引入
• 5.10 测试时序设计
• 5.11 信号处理机的工作
• 5.12 参考通道
• 5.13 数据处理算法
• 5.14 有源通道测试和校准流程
• 5.15 波束扫描测试功能
• 5.16 时间开销
• 5.17 软件实现
• 5.18 测试部分结果和评估
• 5.19 最终实现的监校指标
• 5.20 测试精度和误差来源分析
• 5.21 小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献