基于FFT变换的阵列天线低副瓣方向图综合

基于FFT变换的阵列天线低副瓣方向图综合

天线与伺服技术

基于 F T变换的阵列天线低副瓣方向图综合 F徐秀成刘强， (. 1中国人民解放军 67 8部队， 37黑龙江佳木斯 14 0; 50 32防空兵指挥学院，南郑州 4 05 ) .河 5 02摘要：阵列天线的最大优点是可波束赋形，生低副瓣的和特定零陷的方向图，窗锥削即是波束赋形的一种。产加

本文针对有限视场相控阵进行分析，据所要产生的动态方向图，样后用 IF的方法得到阵列加权序列；一方面根采 DT另根据不同的波束宽度和低副瓣要求采用相应的窗函数，根据确定波束指向的相位， D T计算得到方向图，用再由 F使Malb的 F I算法绘制方向图。 t a P’

关键词：阵列天线；束赋形；时等效性；间滤波； F; F 波空空 D T FT r中图分类号：T 3 1 7 P9 . 文献标识码：A 文章编号： 1 3 14 20 )6— 4— 0—3 1 ( 0 9 0 3 3 0

F FT s d Li ie ed- f Vi w r y An e n te n S n h ss Ba e m t d Fil o - e Ar a t n a Pa t r y t e iX i—hn LU Qag U Xuce g,I i 2 n( . I i6 7 8,imui i n,ag 14 0 1 P J Unt 3 7 J A a s Hel gin .5 0 3 o i

2.L i D fneF re o a dA a e, e a h nzo,5 0 2 P A A r eee oc sC mm n c d my H n nZ e gh u 4 0 5 )Ab t a t Be m o mi g, a n o a e, s t e mo ta ta tv i u far y a t n a. i a e r p s s a p t r y t e i a u e s r c: a f r n s y wi d ws t p r i h s t c ie v r e o ra n e n Th s p p r p o o e a t n s n h ss me s r r t e b a l g l e p te . DVF i p le o g tt e we g t o r a b s d o h i e p te ft e lmie e d o - i w p a e r a On t y s mp i i a tr I n v n s a p i d t e h ih f a y

, a e n t e l at r o h i t d f l— fv e h s d ar y. he v n i

oh rh n te p t r a e d a y Dfro h o rs mpe fee n so ra wi alb s f r An h eul c n b b e vd. te a d.h at n c n b rwn b T ft ep we a lso lme t fa ry, t M ta ot e. d te rs t a eo s re e h waKe r: r y a t n a; e m一 ni g;i— p c q i ae t s c l r DF F y wo ds Ara te n b a￣n n tme s a e e u v l n; pa e f t; F; FT i e

0引言相控阵雷达是通过控制馈入阵列天线辐射阵元的电信号的相位和幅度来改变波束指向和方向图形

各阵元的幅度和相位来实现， 1即为图一

个具有幅度和相Ⅳ个间距 d的阵元

位控制的线阵，由它组成的线阵，号电信

状的，相对机械扫描天线而言，仅可以波束赋形，不还具有无惯性、高速扫描的优点。 然而，控阵的成本和数据处理巨大是实际应相用的一个劣势，用最少控制个数的稀疏布阵…的采

磁波波长为。以中心位置为

有限视场扫描相控阵减小阵元互耦，大节约了成大本和控制数量。但稀疏布阵限制了最大扫描角…。

相位中心，当扫描则角度为时，场远图 1线陈波束形成控制

均匀照射阵列波束副瓣电平一1 .6 d,以 34 B难达到抗干扰效果，为了形成低副瓣的方向图，须采必取幅度加权降低副瓣。

点上的归一化电场为：(iI ) f:,| ( e p j￣ )x[ . 2 d一

(

) i f。( ) )] 1

展开并提取公因式：(i f s )=e 0 ( )—( ) n j{ Oej 一△+埘( )—( △ 1 e J )+一

1 D T方向图综合 F11算法 .

…+w( N一1} ),

天线方向图是空间角度的函数，源相控阵的有

式中，:。

s, 5 i f△f: n

s, i n

△声

带指向 (同波束方向 )不 的方向图可以通过控制收稿日期：0 9— 8— 5 20

0 2

分别代表了半阵面相位差和单位相位差 ( 2个相邻阵元的相位差， 2 q N)即 r/。 t

作者简介：秀成 (96一)男，程师。主要研究方向：号与信息徐 17,工信处理。

利用幅度加权窗序列 W( n)的对称性，即 W 0=W N一1、 1=W(一2…上式可以表 () ( ) W( )Ⅳ )

34

V 13 o 5 No. l I 6 2R9.

基于FFT变换的阵列天线低副瓣方向图综合

天线与伺服技术不为：( i,=e o w N一1 e J s ) J{ ( n )~一‘+

图 2和图 3是 1 6×1元的平面阵，加窗和 6阵在不加窗下的方向图。() 2 ( 2 e J +…+ ()。 N一 )—一)‘ o}

定义=—, 0 1…,一1则式 (): e j n=,, N , 2为E(i,)=e ( sn, d f J{ N一1一 )+W( N一2一 )+N—I

…+ ( )=e￣ 0} J0∑ ( )嵋，￣ n=

0

式中，序列 W n的离散傅里叶变换定义为： ()( ):D r q w( ) - N q r ( ): E n e蚰,

瓣 l()未加窗 a () b加窗

q:

i, n ) n E(i:

e ( ) f q。

() 3

图2 FT F 2方法绘制的标准的阵列方向图阵元间

方向图由式 ( ) 3的模来计算，终表示为：最G s d) 0w( ), (i,=G 1 q I nf () 4

由图 2可见，了窗后加副瓣降低，主瓣变宽，就但这

式中，。为阵元方向图。变换中的关系有：= G usn 1= 2/Nd, i q

要求在设计中综合考虑。算法上快速傅里叶变换 F T能 F,

鹱图 3加 Ha mmig窗 n

△:2 q N=2 d s )a=k s ( ) d ( ) ￣/ 7 (i/ c n di =ku。 5 n

当 d=2 2 u从一l 1/,到变化时，从一到丌△ 。对于不同的 z对应不同扫描方向的波束，以，所 这也是一种多波束形成方法，叫 D F。对于Ⅳ又 F法 元阵，多产生Ⅳ个独立波束。最所以上面的 n和 q相当于时频变换中的 t和厂。

够满足实时性的要求。当 d>时， 开始出现栅瓣。

的阵列方向图( d=1 5 . )

2 1方

法 .

由 ( )制的天线口径电流分布与天线方向图之 n控

为了形成低副瓣或具有特定方向零陷得的方向图，以用 IU方法计算产生特定指向下方向图的可 D r

间就像信号时间波形与信号频谱之问一样，存在着傅里叶变换对关系。序列 ( )度加权即相当于 n幅在由相位加权确定的特定的方向上的空间滤波 …… 此处隐藏：4522字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……