Matlab在相控阵天线中的应用

《Matlab在相控阵天线中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第27卷第2期2009年4月青海大学学报(自然科学版)JournalofQinghaiUniversity(NatureScience)VoL27No．2Apr．2009Matlab在相控阵天线中的应用肖磊，蔡君(西昌卫星发射中心，四川西昌615000)摘要：介绍了相控天线的基本知识，以Matlab语言在天线阵口径分步计算、天线阵列比较以及在阵列天线主要数据实现方面的运用为研究实例，从而体现出Matlat在相控陈天线应用中的优势。关键词：相控阵天线；Matlab；阵列中图分类号：TP319：TN821文献标识码：B文章编号：1006—89

2、96(2009)02—0042—07ApplicationofMatlabinphasecontrolarrayantennaXIAOLei，CAIJun(XichangSatelliteLaunchCenter，Xichang615000，China)Abstract：ThebasicknowledgeonthephasecontrolarrayantennaisintroducedandsomeresearchexamplesontheapplicationofMatlabinantennaarraycalibresubsectioncalc

3、ulation，antennaarraycomparisonandthemaindatarealizationofantennaarrayaregivenouttoo．TheapplicationsituationshowsthattheMatlablanguagehasobviousadvantageintheaplicationofthephasecontrolarrayantenna．Keywords：phasecontrolarrayantenna；Matlab；array相控阵天线作为当今雷达运用领域的主导力以其强大的控制能力和扫描范围

4、从而实现辐射波束赋形和无惯性灵活扫描而备受关注，但其矩阵计算工作量大，一般软件难以满足要求。本文通过介绍Matlab在相控阵矩中的应用，说明了天线技术中利用工具软件进行分析和仿真是一种非常有效的方法。1相控阵天线1．1相控阵基本理论相控阵天线是从阵列天线发展起来的。为了方便分析，本文以离散直线为例，离散元直线阵是由分立的相同天线元排列在一条支线上构成的天线阵。设相同天线元是对称振子，共有n个，沿z轴共轴排列；各单元相对第一个元的中心距离为d，。，d，：⋯⋯d。。；各单元激励幅度依次／1。，厶：⋯⋯‘。(如图1⋯所示)。相控阵天线有线阵、平面阵、圆

5、阵等多种形式。相控阵体制雷达的天线由许多天线单元排成阵列而组成。这种雷达利用计算机控制天线阵的移相器，从而改变阵面上的相位分布，最终形成所需波束并使波束在空间按一定规则扫描。【lJ1．2线阵天线的基本特性线阵的方向图函数为：收稿日期-'2009—03—02作者简介：肖磊(1983一)，男，广西南宁人，助理工程师。图1相控阵天线原理图万方数据第2期肖磊，蔡君：Matlab在相控阵天线中的应用43砌，：筌等等2警d)(-sinosxp(jsin0sin0B，㈤F(口)=——旦——————叫竿)(1)sin[孓(sin0一sinos)]。其幅度方向图为

6、lF(口)I根据公式的近似方向图函数，可以导出线阵波束指向、波束宽度、波束零点、副瓣位置及副瓣电平等基本特性。1．2．1波束指向依据公式，当天线方向图取最大值时，此时波束指向角以为：0s=sin-I(寺钆)(2)式中：△9。为线阵内相邻单元之间的相位差。改变△仇，就能改变波束指向。1．2．2波束宽度当髫=1．39时其值为0．707，于是可由公式得到波瓣半功率点宽度为：AO。尼一壶学ad(3)由上式可见，波束宽度与天线口径长度(Nd)成反比，且与波束扫描指向角有关。1．2．3副辩位置与副瓣电平图1所示线阵天线的副瓣位置由下式决定：警(sinOsl一

7、8inos)：写岛(4)式中：，=±1，±2⋯为副瓣序号，因此第1副瓣角位置瓯为：0sl=8in-I(％铲+SIN)(5)相应副瓣电平为：Lsl=(罱耕)一面k(6)容易求出，=1和，=2所分别对应的第--SIJ瓣电平和第二副瓣电平分别为一13．4dB和一17．9dB由于副瓣电平较高，所以一般要进行加权处理，降低副瓣电平。2Matlab在天线阵设计中的运用2．1Matlab在天线阵口径分步计算中的运用假定要设计1个8X8元的波导裂缝平板阵，要求天线的所有副瓣电平控制在一26dB以下，根据本天线的方向图参数要求，首先可以确定天线阵12I径分布是采用

8、等均匀副瓣的切比雪夫分布式。(1)综合出一维8元线阵的激励分布[I]，表示为一个8元数组11：II=[0．3226，0．5484，0．8