射频仿真系统目标阵列高精度设计与校准

摘要

在各种新体制雷达系统的研制中，采用全数字仿真试验难以模拟真实的电磁、信号环境；采用全实物仿真或外场试验又面临一些难以克服的困难（如很难形成较为逼真的电磁、信号环境，试验周期长、费用高、保密性差、易受气候与环境等因素的影响）。射频仿真技术能有效地弥补全实物仿真或外场试验的诸多不足，试验过程及电磁信号环境均可控制、系统重复性能好，能获得比较全面的试验数据。
　　 本文对射频仿真系统中大型目标球面天线阵列的设计、加工工艺及测试方法进行了系统研究，采用FARO激光跟踪仪实现了球面阵列的定位与测量，提高了球面阵的加工精度和天线单元的定位精度。论文对球面天线阵列的馈电网络进行了设计与分析，实现了宽带目标（1～18GHz）、干扰通道的馈电电路及馈电控制系统。雷达系统具有较大的天线口径尺寸和宽带发射信号等特点，其射频仿真中通过对天线阵列进行误差补偿、系统校准来提高系统性能，本文对宽带天线阵列的校准方法进行了较为深入的研究，并设计实现了某型号射频仿真系统的高灵敏度、宽动态范围、高隔离度性能的专用校准装置。
　　 论文还讨论了球面天线阵列目标定位精度的其它影响因素与解决问题的方法，推导近场效应与目标定位精度的关系式，并进行了仿真分析；利用散射矩阵方法对相邻天线单元之间的互耦问题进行了分析与仿真研究。