[发明专利]基于两级时延的宽带两维有源时控阵列

说明书

基于两级时延的宽带两维有源时控阵列，包括宽带行线源、宽带T/R组件、多功能延时放大组件、控制单元、校正网络及子阵网络。宽带行线源实现多个倍频程的电磁波信号接收和发射；宽带T/R组件实现接收信号的初级合成或发射信号的末级功分，收发开关及极化开关切换，接收信号限幅低噪声放大或发射信号功率放大及收发信号的幅度控制、精细延时调整；多功能延时放大组件实现接收信号的次级合成或发射信号的次级功分，收发开关切换及大步进延时调整等功能；控制单元根据外部控制指令，调整宽带T/R组件、多功能延时放大组件内部的衰减、延时码值；校正网络用于实现接收校正信号的分配或发射校正信号的合成；子阵网络用于实现接收信号的末级合成或发射信号初级分配。本发明采用两级延时控制，以最小成本代价实现系统的两维宽带、宽扫性能需求。

技术领域

本发明专利涉及宽带天线阵列领域，尤其是电子战系统中的宽带有源天线阵列，具体是基于两级时延的宽带两维有源时控阵列。

背景技术

为了适应复杂电磁环境条件下、小平台电子战系统对多种电子信号的侦收及干扰需求，急需开发能够满足大瞬时带宽、大角度扫描等技术要求的宽带有源天线阵列。基于移相器的常规相控阵天线阵列，其工作带宽受到孔径尺寸和波束扫描范围的限制，不能满足大瞬时带宽、大角度扫描的要求。

参考《宽带相控阵雷达》(王德纯著，国防工业出版社)第4.3节的内容，常规相控阵天线阵列的带宽扩展技术可归纳为2种，1)单元级时间延迟技术；2)单元级移相+子阵级时间延迟技术。

发明人在实现本发明的过程中发现常规相控阵天线阵列的带宽扩展技术问题在于：1)方法1中采用的延时线数量为n×n，且每路延时线的电长度均达到全阵扫描的最大延时，导致系统损耗大、成本高，且为了补偿各路延时线的损耗，需引入的放大器多，使得系统功耗增加明显；2)方法2只能在一定程度上扩展工作带宽，在孔径尺寸一定的情况下，随着工作带宽增大，子阵划分的规模线性减少，趋向于方法1的实现方式；因此，也存在由延时线引入的系统损耗大、成本高等问题。

发明内容

本发明的目的就是解决上述技术问题，提供基于两级时延的宽带两维有源时控阵。

本发明采用以下技术方案实现：

基于两级时延的宽带两维有源时控阵列，其包括宽带行线源、宽带T/R组件、多功能延时放大组件、控制单元、校正网络及子阵网络；所述宽带行线源完成6倍频宽带电磁波信号的接收和辐射；同时，提供内校正的信号耦合通路；整个阵列包含n(n≥16)个宽带行线源；所述宽带T/R组件完成接收信号的初级合成或发射信号的末级功分，收发开关及极化开关切换，接收信号限幅低噪声放大或发射信号功率放大，以及收发信号的幅度控制、精细延时调整等功能；整个阵列包含n²/4个宽带T/R组件；所述多功能延时放大组件实现接收信号的次级合成或发射信号的次级功分、双向放大，收发开关切换及大步进延时调整；还具有电源稳压、滤波处理、低频控制信号分配等功能；采用光纤控制接口，便于实现码值的快速分发；整个阵列包含n²/64个多功能延时放大组件；所述控制单元接收外部输入的控制指令，产生宽带T/R组件及多功能延时放大组件内部的衰减、延时码值控制时序，实现波束的加权和扫描；产生宽带T/R组件及多功能延时放大组件内部的收发开关、极化开关控制时序，实现收发功能切换、天线单元馈电的极化切换；所述校正网络将阵列的接收校正信号分配到各个宽带行线源，或将各个宽带行线源输出的发射校正信号进行合成；所述子阵网络用于实现多功能延时放大组件输出信号的接收合成或将发射信号功分到各个多功能延时放大组件。

所述宽带行线源包括：n个紧耦合天线单元和1个串馈网络，天线单元与串馈网络一体化设计，采用多层微波板集成，重量小、成本低。