基于矢量调制技术的相控阵雷达天线方向图仿真设计-论文.pdf

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1、2014年8月舰船电子对抗Aug．2014第37卷第4期SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASUREVol_37No．4基于矢量调制技术的相控阵雷达天线方向图仿真设计张允，林沂杰，高红友，江友平(船舶重工集团公司723所，扬卅l225001)摘要：分析了相控阵雷达天线方向图的特点，重点描述了振幅和差单脉冲相控阵天线方向图的仿真实现过程，介绍了一种基于I／Q矢量调制器实现天线方向图幅相调制的设计方法，并通过在半实物仿真系统中的应用验证了该方法。关键词：相控阵雷达；天线方向图；半实物仿真；矢量调制器中图分类号

2、：TN957．2文献标识码：A文章编号：CN32—1413(2014)04—0057—05SimulationDesignofPhasedArrayRadarAntennaPatternBasedonVectorModulationTechnologyZHANGYun，LINYi-jie，GAOHong—you，JIANGYou—ping(The723InstituteofCSIC，Yangzhou225001，China)Abstract：Thispaperanalyzesthecharacteristicsofphased

3、arrayradarantennapattern，emphaticallydescribesthesimulationrealizationprocessofamplitudecomparisonmonopulsephasedarrayan—tennaradiationpattern，introducesadesignmethodtorealizeantennapatternamplitudeandphasemodulationbasedonI／Qvectormodulator，andverifiesthemethodthro

4、ughtheapplicationtosemi—physicalsimulationsystem．Keywords：phasedarrayradar；antennapattern；semi—physicalsimulation；vectormodulator变化，本文结合工程实际，分析了相控阵天线方向图0引言的仿真实现方法，设计了一种基于I／Q矢量调制器雷达天线方向图射频信号仿真是雷达和电子对的相控阵天线方向图半实物仿真系统。抗半实物内场仿真试验系统的重要组成部分，其主1相控阵天线方向图数学模型D-2]要功能是模拟雷达发射和接

5、收天线对仿真系统信号模拟器输出的目标、干扰及杂波信号进行幅度和相振幅和差单脉冲无论在机械扫描跟踪雷达还是位的调制，然后把经过调制的信号以电缆注入的方相控阵雷达中都得到了广泛的应用(如宙斯盾AN／式送到雷达接收机模拟系统，对信号进行处理，完成SPY一1D相控阵雷达采用的振幅和差角误差提取方测角及信号处理分析，从而完成了整个雷达系统的法)，因此本文主要研究振幅和差单脉冲相控阵天线方向图(见图1)的仿真设计。在仿真设计时，从原信号仿真过程。理上把天线阵面分成4个子阵，然后在模拟子阵天随着相控阵天线在现代雷达中的应用越来越线方向图的基

6、础上模拟4个子阵合成的和路、方位多，传统的机械扫描雷达天线方向图仿真已经不能差及俯仰差对信号的调制。满足内场仿真试验的需要，对相控阵天线的半实物仿真研究也越来越有必要。相控阵天线的主要特点1．1电压方向图增益是波束宽度和增益都随着波束扫描角的不同而发生对天线方向图采用辛格函数进行分段拟合。当收稿日期：2014一O5—1558舰船电子对抗第37卷’u／。‘、?。、、}／＼＼_。＼八{。●v{{'。}n，=lJ、，nI-l／-_一V-50510．40归一化因子f1G／dB图1振幅和差单脉冲天线方向图图2子波束电压方向图增益拟合曲线

7、天线波束指向阵面法向时，目标指向角为(0，)，与法向偏角为A一0t。根据△的范围对增益进行分段拟合，如式(1)所示：／／，G(Or，t)一G(zS)一{0l，I—△—2——'l0；fA·Sa()'△E[o，譬]l、

8、{O．707A·Sa[．(△一譬)]，△∈(孚㈣]1IB·sa[——兰L·(△一．)]，△E(，+。。](1)图3阵面及子波束中心式中：A为波束指向阵面法向时的最大增益值(通向阵面法向时的计算公式求得，只是计算目标偏角常设置参数值是功率电平，要换算成电压电平，下时用目标相对于每个子波束中心的偏角。同)；B为波束指向

9、阵面法向时的第一副瓣的增益此时需要进行坐标转换，过程为：指向方位坐标值；Bo为波束指向阵面法向时的半功率点宽度(波系(，)--)指向直角坐标系(，，)--)阵面直角束宽度)；a为波束指向阵面法向时的第一零点偏坐标系(zp，Yp，p)。角；s为波束指向阵面法向时的第一副瓣峰值偏