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多频段雷达
束成荣何丙发
(南京电子技*-m究所,南京210013)
1引言
战争是军事理论的角逐,军队编制的比拼,武器装备的抗衡和综合实力的较量。随着人类社会的发展,特别是电子、信息理论和技术的突飞猛进,现代战争已带有明显的高速
电子战是争斗的双方利用一切手段争夺电磁频谱有效使用权和控制权的军事行为。它雷达自第2次世界大战诞生以来,经历近70年战火洗礼和历史沧桑,其功能有了长目标距离和角域的速度、加速度以及目标回波幅相起伏、极化变化等矢量参数,对目标进
惊人“软杀伤”力的高能“微波炸弹”。根据电磁脉冲原理制成的微波炸弹能在纳秒级的瞬间,产生数千伏的电场,使一个区域内的电子设备完全“击穿”和“烤焦”,造成不可逆转的破坏和瘫痪。
天线是雷达和许多无线电电子设备的不可缺少的关键分系统。天线不仅具有频率选择性,还具有独特的空间选择性。这两种特性深刻地制约天线自身的工作质量。天线的性能由若干特性参数来度量。不同的特性参数如增益、主瓣宽度、副瓣电平、输入阻抗和极化方式等使天线有各异的工作频段要求。天线的不同结构形态,使它的电性能随频率变化的敏感程度也将有较大的差别。单极天线、偶极天线、裂缝天线和微带天线的阻抗特性是限制带宽的主要因素:喇叭天线、介质棒天线和表面波天线的带宽决
定于模的传输:反射面天线的带宽因馈源形式和反射面孔径尺寸及其边缘绕射效应而受到约束:阵列天线的带宽将受阵元间距、馈电形式和激励电流的限制。
图l(a)、(b)、(c)所示的是多频段天线的原理简图。图1(a)是一个有单输出口的双频段线天线。微波网络N如此设计,当信号源G工作于高频段时,N呈现高阻,近
似开路,并有效地对导线B去耦,导线A作为单极天线谐振并辐射;信号源G工作于低频段时,N呈现低阻,似串联电感。这时A、N、B三者合一为单极天线谐振并辐射。
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图1(a)、(b)、(c)双频段天线
图1(b)所示的多端口、多频段复合天线实际使用较多。喇叭天线A和螺旋天线B可同时工作在高、低两个隔离较远的频段。图1(b)的天线常用作反射面天线的馈源。
图l(c)为一个双输出口的双频段反射面天线。具有频率选择性的次反射面S,对馈源A的高频段电磁波照射呈“透明”。这时,馈源A与主反射面M构成普通前馈抛物面天线,S不影响天线系统的正常工作:次反射面S在受馈源B的低频段电磁波照射时是理想导体,这时B,S和M
构成卡塞格伦天线。本天线中的馈源A与B分别全部或部份采取图l(b)的方案,则图l(c)的天线有可能成为在三个或四个频段工作的反射面孔径天
线。
文献【1】介绍了一个双频段、双极化SAP,紧凑型低剖面阵列天线。天线分别工作于中
,fh=。阵列单元前者为贴片,后者采用耦
合裂缝结构。
美国迈阿密大学的PavlosKollics等人在文献【2】中给出了用于精细观察和精确测量云、雨和风剖面分析的多频段陆基雷达。其中工作在94GHz的多普勒探云雷达和915MHz风剖面雷达目前已在南佛罗里达洲迈阿密大学运转,X波段多普勒雷达的研制计划正在进行中。该雷达性能指标如表1所示。
表1雷达性能
雷达参数工作频率(GHz)峰值功率(kW)
天