有源相控阵天线迭代补偿方法简析

有源相控阵天线迭代补偿方法简析

杨媛媛 刘晓琴 仝宗俊 刘璇

西安黄河机电有限公司设计所 陕西西安 710043

【摘要】针对天线技术组件通道结构展开的一次性补偿测试技术环节，对有源相控阵雷达设备发挥着极其重要的技术影响作用。从宏观性视角来看，不同类型的补偿测试技术方法，在精确度水平方面存在显著差异。文章将会围绕有源相控阵天线迭代补偿方法，展开简要的阐释分析。

【关键词】有源相控阵雷达设备；一次补偿；迭代补偿；探讨分析

有源相控阵天线技术组件，凭借本身具备的易于开展大口径集成处理技术特点，以及超低副瓣实现技术特点，在抵抗外界环境技术因素干扰作用、反隐身技术性能方面具备着不容忽视的独特技术优势，且在现代雷达设备设计技术领域具备着较为广泛的实际应用空间。在现代雷达设备内部，其通常设置有数千条，甚或者是过万条通道技术结构，且受加工技术工艺类型因素，以及TR技术组件配置状态不一致因素的影响作用，雷达设备内部包含的通道技术结构通常难以保持完全充分的一致性状态，在雷达设备具体运行使用之前，通常需要开展一次性补偿测试技术环节，且在工程实践技术领域，大多倾向于选择运用微波暗室近场测试技术方法。而出于改善提升测试技术环节实施精度的考量视角，通常还需要设计形成和贯彻落实多次迭代补偿技术方案。

一、一次补偿技术方法

图1：雷达设备天线技术组件的开环测试示意图

图1中表示呈现的是雷达设备天线技术组件的开环测试实施方法。

在现有的技术发展阶段背景之下，针对有源相控阵雷达技术设备天线技术组件开展暗室进场测试技术环节，通常考虑运用开环测试技术模式。

要注重将雷达设备的天线技术组件，以及信号发送与接收技术系统视作整体展开测试技术环节。

一次补偿测试技术方法的基本实施流程如图2所示，其通常被划分处理成补偿测试技术环节，以及波瓣测试技术环节。

图2：一次补偿测试技术方法的基本实施流程

（一）雷达设备天线技术组件补偿测试技术环节

将雷达设备天线技术组件的口径MxM分布矩阵视作补偿测试技术环节开展过程中涉及的扫描面，在依次推进测试技术环节过程中，能够支持获取到每个技术单元中的原始幅相参数项目I、Q值参数项目，并且将其具体计作S_k。

S_k=S_ik+jS_qk （1）

在针对所有技术单元开展的扫描采集技术环节均完成之后，遵照单元辐射技术过程发生幅度的最小值，针对实际涉及的所有技术单元均开展归一化处理环节，也就是计算获取到补偿系数。

S₀=min|S|/S （2）

（二）雷达设备天线技术组件波瓣测试技术环节

与补偿数据测试技术环节相对比，在波瓣数据测试技术环节具体开展过程中，其实际选择采用的扫描面通常相对更大，且在单个扫描技术作用点位之上具体存储的数据信息要素内容也存在显著差异。

在第n个扫描技术作用点位之上，实际采集获取的技术性数据信息，是全部的雷达设备技术通道结构单次采集I值与Q值的共同集合，其定义表达形式为D_n，且D_n与S₀具备着完全相同的阶数。

波瓣技术数据通常选择运用{N}形式加以表示。

为具体获取到处在超低水平之上的副瓣技术特性，应当确保技术性设计方案能够被适用于泰勒加权系数。

Q=taylor(M,N_R1,S_L1)taylor(N,N_R2,S_L2)^T （3）

在公式（3）中，M和N分别表示的是雷达设备天线技术组件在水平方向之上，以及垂直方向之上具体设置的技术单元数量，N_R1和N_R2表示的是权值所具备的阶数，S_L1和S_L2表示的是权值能够具体取到的极值。

对于垂直放置在xoy平面空间范围之内的雷达设备阵列天线技术组件而言，对应技术空间内部任意指向点P的方向性函数可以被表示成：

F_(r.1)=exp[-j2π/λ(rdxsinψcosθ+ldysinθ)] （4）

设定完整阵面结构的方向函数的集合为F，参考结合补偿系数S₀，波瓣数据为{N}，权系数Q，可以具体获取到进场扫描之上各个技术点位的幅相技术信息。

{N}={D·（S₀^T·Q·F）} （5）

借由对远近场外推技术方法的运用，通常能够具体获取到指向远场的方向图。

二、迭代补偿技术方法的设计

在具体化的工程实践技术活动开展过程中，一次性补偿测试技术环节开展过程中获取的远场特性技术参数数值，通常极有可能不满足实际需求，在此种情形之下，需要借由对测试技术方法的运用，开展改进处理技术环节，具体完成二次迭代补偿技术过程，或者是多次迭代补偿技术过程。

图3：迭代补偿技术方法的基本流程示意图

图3中呈现的是迭代补偿技术方法的基本流程。要基于当前已经获取的远场方向图相关描述性数据信息项目，反推获取到天线技术组件的口径场数据信息（遵照单元分布MxN矩阵），继而在开展微分变换计算处理环节（获取到相位技术数据信息），继而筛选和揭示出奇异通道。

要运用奇异通道相邻位置的两个正常化的技术数据信息的拟合处理数值，继而生成修正系数项目R，而在与补偿系数项目展开结合运算处理环节之后，能够具体获取到新的补偿系数项目S₁。

S₁=R^T·S （6）

在将S₁代替S₀带入到公式（5）之后，经由开展重新计算处理环节，能够获取到新的远场方向图技术特性。如果新的方向图技术特性依然不满足需求，则需要反复实施上述过程，直至满足要求为止。

结束语：

本篇文章全面详细分析呈现了指向有源相控阵雷达设备天线技术组件的一次补偿测试技术方法与实施流程，设计形成了迭代补偿测试技术操作方法，且在样件天线技术组件之上完成了验证技术环节。本次研究活动开展过程中获取的相关结果显示，迭代补偿技术方法能够在实际获取的海量化数据信息之中准确化地发现和选出异常通道，并针对性地开展再次补偿技术环节，改善提高副瓣指标项目，能够发挥较为广泛的工程实际应用价值。

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