雷达原理-第七章-角度测量ppt课件

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第六章第六章 作业解析作业解析第六章 作业解析我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第六章第六章 作业解析作业解析第六章 作业解析我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第六章第六章 作业解析作业解析第六章 作业解析我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第七章第七章 角度测量角度测量电话电话:15182388504 V网网:66286 西南科技大学国防科技学院西南科技大学国防科技学院黄传波黄传波第七章 角度测量huangchuanbocq126.co我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物角度测量角度测量主要内容主要内容u测角方法测角方法u波束的扫描方法波束的扫描方法u相控阵雷达相控阵雷达u 数字雷达数字雷达u 三坐标雷达三坐标雷达u自动测角原理和方法自动测角原理和方法角度测量主要内容我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本章知识点本章知识点雷达测角的理论基础、相位法测角原理雷达测角的理论基础、相位法测角原理振幅法测角的基本原理、三天线相位法测角原理振幅法测角的基本原理、三天线相位法测角原理天线波束基本形状、天线波束扫描基本方法天线波束基本形状、天线波束扫描基本方法天线相位扫描、频率扫描、时间延迟扫描法的基本工作原理天线相位扫描、频率扫描、时间延迟扫描法的基本工作原理相控阵雷达、数字雷达及三坐标雷达基本工作原理、常见的相控阵雷达、数字雷达及三坐标雷达基本工作原理、常见的多波束形成技术多波束形成技术雷达目标高度测量的计算雷达目标高度测量的计算圆锥扫描自动测角基本原理、单脉冲自动测角基本原理圆锥扫描自动测角基本原理、单脉冲自动测角基本原理角度测量角度测量本章知识点角度测量我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物本章重点本章重点相位法测角原理、三天线相位法测角原理相位法测角原理、三天线相位法测角原理振幅法测角的基本原理振幅法测角的基本原理天线相位、频率及时间延迟扫描法的基本原理天线相位、频率及时间延迟扫描法的基本原理相控阵雷达、数字雷达及三坐标雷达基本原理相控阵雷达、数字雷达及三坐标雷达基本原理角度测量角度测量本章重点角度测量我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 7.1 概述概述 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 7.4 相控阵雷达、数字雷达及三坐标雷达相控阵雷达、数字雷达及三坐标雷达 7.5 自动测角的原理和方法自动测角的原理和方法 角度测量角度测量 7.1 概述角度测量我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物一、雷达角度坐标的确定一、雷达角度坐标的确定方位角，高低角绝对坐标表示法：方位角基准为正北，顺时针方向为正 高低角基准为水平面，向上方向为正相对坐标表示法：测出目标相对于天线轴线的偏离角，再根据天线轴线的实际角度，计算出目标实际角度。7.1 概概 述述 一、雷达角度坐标的确定7.1 概 述 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、测角的物理基础二、测角的物理基础电磁波在均匀介质中以光速匀速直线传播雷达天线具有方向性三、实际空间电磁波传播非线性影响三、实际空间电磁波传播非线性影响实际空气介质的非均匀性使电磁波传播轨迹弯曲近距离测角，影响可以忽略远距离测角，测量数据必须修订7.1 概概 述述 二、测角的物理基础三、实际空间电磁波传播非线性影响7.1 概我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物四、天线方向图近似表示四、天线方向图近似表示天线的方向性用方向性函数表示电场强度幅度的归一化余弦函数7.1 概概 述述 四、天线方向图近似表示7.1 概 述 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物高斯函数7.1 概概 述述 高斯函数7.1 概 述 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物辛克函数7.1 概概 述述 辛克函数7.1 概 述 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物五、天线方向图的主要技术指标五、天线方向图的主要技术指标半功率波束宽度0.5F(0.5)0.707影响测角精度副瓣电平影响雷达的抗干扰性能7.1 概概 述述 五、天线方向图的主要技术指标7.1 概 述 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物六、雷达测角性能的度量六、雷达测角性能的度量测角范围测角范围测角速度测角速度角度分辨力角度分辨力测角准确度测角准确度测角精度测角精度7.1 概概 述述 六、雷达测角性能的度量7.1 概 述 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物角度分辨力雷达将相同距离上相互靠近的两个目标区分开 的最小角度。0.5角度分辨力由角度分辨力由天线半功率天线半功率波束宽度波束宽度决定决定7.1 概概 述述 角度分辨力0.5角度分辨力由天线半功率波束宽度决定7.1 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物测角方法测角方法振幅法振幅法相位法相位法最大信号法最大信号法等信号法等信号法最小信号法最小信号法两天线两天线相位法相位法三天线三天线相位法相位法7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 测角方法振幅法相位法最大信号法等信号法最小信号法两天线三天线我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 q 7.2.1 相位法测角相位法测角 1.基本原理基本原理 相相位位法法测测角角利利用用多多个个天天线线所所接接收收回回波波信信号号之之间间的的相相位位差差进进行行测测角角。如图 7.1,设在方向有一远区目标,则到达接收点的目标所反射的电波近似为平面波。由于两天线间距为d,故它们所收到的信号由于存在波波程程差差R而产生一相位差相位差,(7.2.1)其中为雷达波长。如用相位计进行比相,测测出出其其相相位位差差,就就可可以以确确定目标方向定目标方向。图图 7.1 相位法测角方框图相位法测角方框图7.2 测角方法及其比较 7.2.1 相位法测角(我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由于在较较低低频频率率上上容容易易实实现现比比相相,故通常将两天线收到的高频信号经与同一本振信号差频后,在中频进行比相。设两高频信号为 u1=U1 cos(t-)u2=U2cos(t)本振信号为 uL=ULcos(Lt+L)其中，为两信号的相位差；L为本振信号初相。u1和uL差频得 uI1=UI1cos(-L)t-L 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 由于在较低频率上容易实现比相,故通常将两天线我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物u2与uL差频得 uI2=UI2cos(-L)t-L 可见，两中频信号uI1与uI2之间的相位差仍为。图 7.2。接接收收信信号号经经过过混混频频、放放大大后后再再加加到到相相位位比比较较器器中中进进行行比比相相。其中自动增益控制电路用来保证中频信号幅度稳定,以免幅度变化引起测角误差。图图 7.2 相位法测角方框图相位法测角方框图 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 u2与uL差频得 uI2=UI2cos(-L)t-L我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 为便于讨论,设变压器的变压比为11,电压正方向如图 7.3(a)所示,相位比较器输出端应能得到与相位差成比例的响应。为此目的,当相位差为的两高频信号加到相位检波器之前,其中之一要预先移相 90。因此相位检波器两输入信号为 u1=U1cos(t-)u2=U2=cos(t-90)图图 7.3 二极管相位检波器电路及矢量图二极管相位检波器电路及矢量图(a)电路电路;(b)U2U1;(c)U2=1/2U1 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 为便于讨论,设变压器的变压比为11,电压正方我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 U1、U2为u1、u2的振幅,通常应保持为常值。现在u1在相位上超前u2的数值为(90-)。由图 7.3(a)知：7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 图图 7.3 二极管相位检波器电路及矢量图二极管相位检波器电路及矢量图(a)电路电路;(b)U2U1;(c)U2=1/2U1 U1、U2为u1、u2的振幅,通常应保持为常我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物当选取当选取U2U1时时,由矢量图 7.3(b)可知 图图 7.3 二极管相位检波器电路及矢量图二极管相位检波器电路及矢量图(a)电路电路;(b)U2U1;(c)U2=1/2U1 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 当选取U2U1时,由矢量图 7.3(b)可知 图 7.我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物故相位检波器输出电压为相位检波器输出电压为 其中Kd为检波系数。由式(7.2.2)可画出相位检波器的输出特性曲线,如图 7.4(a)所示。测测出出Uo,便便可可求求出出 。显然,这种电路的单值测量范围是-/2/2。当 30,UoKdU1 ,输出电压Uo与 近似为线性关系。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 故相位检波器输出电压为 其中Kd为检波系数。由式(7.2.2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物当选取当选取1/2U1=U2时时,由矢量图 7.3(c)可求得:则输出 输出特性如图7.4(b)所示,与Uo有良好的线性关系,但单值测量范围仍为-/2/2。为了将单值测量范围扩大到 2,电路上还需采取附加措施。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 当选取1/2U1=U2时,由矢量图 7.3(c)可求得:我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图7.4 相位检波器输出特性(a)U2U1;(b)U2=1/2U17.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 图7.4 相位检波器输出特性7.2 测角方法及其比较 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2.测角误差与多值性问题测角误差与多值性问题 相相位位差差值值测测量量不不准准,将将产产生生测测角角误误差差,它们之间的关系如下将式(7.2.1)两边取微分:(7.2.3)由由式式(7.2.3)看看出出,采采用用读读数数精精度度高高(d小小)的的相相位位计计,或或减减小小/d值值(增增大大d/值值),均均可可提提高高测测角角精精度度。也也注注意意到到：当当=0 时时,即即目目标标处处在在天天线线法法线线方方向向时时,测测角角误误差差d最最小小。当当增增大大,d也也增增大大,为为保保证证一一定定的的测测角角精精度度,的范围有一定的限制。的范围有一定的限制。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 2.测角误差与多值性问题(7.2.3)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 增大d/虽然可提高测角精度,但由式(7.2.1)可知,在感兴趣的范围(测角范围)内,当当d/加加大大到到一一定定程程序序时时,值值可可能能超超过过 2,此时=2N+,其中N为整数;2,而相位计实际读数为值。由于N值未知,因而真实的值不能确定,就出现多多值值性性(模模糊糊)问问题题。必须解决多值性问题,即只有判定N值才能确定目标方向。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 增大d/虽然可提高测角精度,但由式(7我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图 7.5 三天线相位法测角原理示意图三天线相位法测角原理示意图 比较有效的办法是利用三三天天线线测测角角设备,间间距距大大的的 1、3 天天线线用用来来得得到高精度测量到高精度测量,而间距小的而间距小的 1、2 天线用来解决多值性天线用来解决多值性,如图7.5所示。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 1、2天线间距小满足单值测角范围1、3天线间距大保证测角精度高图 7.5 三天线相位法测角原理示意图 比较我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 设目标在方向。天线 1、2 之间的距离为d12,天线 1、3 之间的距离为d13,适当选择d12,使天天线线 1、2 收收到到的的信信号号之之间间的的相相位位差差在测角范围内均满足:(7.2.4)12由相位计 1 读出。根据要求,选择较大的d13,则天线 1、3 收到的信号的相位差为 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 设目标在方向。天线 1、2 之间的距离为d1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由相位计2读出,但实际读数是小于 2的。为了确定N值,可利用如下关系:(7.2.5)根据相位计 1 的读数 可算出 ,但 包含有相位计的读数误差,由式(7.2.5)标出的 具有的误差为相位计误差的d13/d12倍,它只是式(7.2.4)的近似值,只要 的读数误差值不大,就可用它确定N,即把把(d13/d12)除除以以 2,所所得得商商的的整整数数部部分分就就是是N值值。然后由式(7.2.4)算出 并确定。由于d13/值较大,保证了所要求的测角精度。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 由相位计2读出,但实际读数是小于 2的我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物q 7.2.2 振幅法测角振幅法测角 1.最大信号法最大信号法 当天线波束作圆周扫描或在一定扇形范围内作匀角速扫描时,对收发共用天线的单单基基地地脉脉冲冲雷雷达达而言,接接收收机机输输出出的的脉脉冲冲串串幅幅度度值值被被天天线线双双程程方方向向图图函函数数所所调调制制。找找出出脉脉冲冲串串的的最最大大值值(中中心心值值),确确定定该该时时刻刻波波束束轴轴线线指指向向即即为为目目标标所所在在方方向向,如图 7.6(b)的所示。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 7.2.2 振幅法测角 1.最大信我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 在人人工工录录取取的雷达里,操纵员在显示器画面上看到回波最大值的同时,读出目标的角度数据。采用平面位置显示(PPI)二度空间显示器时,扫描线与波束同步转动,根据回波标志中心(相当于最大值)相应的扫描线位置,借助显示器上的机械角刻度或电子角刻度读出目标的角坐标。这样,天线轴线(最大值)扫过目标方向(t)时,不不一一定定有有回回波波脉脉冲冲,就是说,s将产生相应的“量化量化”测角误差测角误差。如天线转动角速度为ar/min,脉冲雷达重复频率为fr,则两脉冲间的天线转角为7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 在人工录取的雷达里,操纵员在显示器画面上看我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 在自自动动录录取取的雷达中,可以采用以下办法读出回波信号最大值的方向:一般情况下,天线方向图是对称的,因此回波脉冲串的中心位置就是其最大值的方向。测读时可先将回波脉冲串进行二进制量化,其振幅超过门限时取“1”,否则取“0”,如果测量时没有噪声和其它干扰,就可根据出现“1”和消失“1”的时刻,方便且精确地找出回回波波脉脉冲冲串串“开开始始”和和“结结束束”时时的的角角度度,两者的中间值就是目标的方向。两者的中间值就是目标的方向。通常,回波信号中总是混杂着噪声和干扰,为减弱噪声的影响,脉脉冲冲串串在在二二进进制制量量化化前前先先进进行行积积累累,如图 7.6(b)中的实线所示,积累后的输出将产生一个固定迟延(可用补偿解决),但可提高测角精度。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 在自动录取的雷达中,可以采用以下办法读出回我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 最大信号法测角也可采用闭环的角度波门跟踪进行,如图 7.6(b)中的、所示,它的基本原理和距离门做距离跟踪相同。图图 7.6 最大信号法测角最大信号法测角(a)波束扫描波束扫描;(b)波型图波型图 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 最大信号法测角也可采用闭环的角度波门跟踪进行我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(7.2.6a)式中,E/N0为脉冲串能量和噪声谱密度之比,Kp为误差响应曲线的斜率(图 7.6(b)的),B为天线波束宽度,Lp为波束形状损失,(S/N)m是中心脉冲的信噪比;n=t0fr,为单程半功率点波束宽度内的脉冲数。在最佳积分处理条件下可得到 ,则得(7.2.6b)用角波门技术作角度测量时的精度(受噪声影响)为 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较(7.2.6a)式中,E/N0为脉冲串能量和噪声谱密度之我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 最大信号法测角的优优点点一是简简单单;二是用天线方向图的最大值方向测角,此时回波最强,故信噪比最大,对检测发现目标发现目标是有利的。其主要缺缺点点是直接测量时测量精精度度不很高,约为波束半功率宽度(0.5)的 20%左右。因为方向图最大值附近比较平坦,最强点不易判别,测量方法改进后可提高精度。另一缺点是不不能能判别目标偏离波束轴线的方向,故不能用于自自动动测测角角。最大信号法测角广泛应用于搜索、引导雷达中。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 最大信号法测角的优点一是简单;二是用天线我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2.等信号法等信号法 等信号法测角采采用用两两个个相相同同且且彼彼此此部部分分重重叠叠的的波波束束,其方向图如图 7.7(a)所示。如果目标处在两波束的交叠轴OA方向,则由两波束收到的信号强度相等,否则一个波束收到的信号强度高于另一个(如图 7.7(b)所示)。故常常称OA为为等等信信号号轴轴。当两个波束收到的回波信号相等时,等信号轴所指方向即为目标方向。如果目标处在OB方向,波束 2 的回波比波束 1 的强,处在OC方向时,波束 2 的回波较波束 1 的弱。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 2.等信号法7.2 测角方法及其比较 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物等信号轴等信号轴1、2波束波束收到回波相等收到回波相等2波束波束收到回波强收到回波强1波束波束收到回波强收到回波强图图 7.7 等信号法测角等信号法测角 (a)波束波束;(b)K型显式器画型显式器画面面 7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 等信号轴1、2波束2波束1波束图 7.7 等信号法测角 (我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 设天线电压方向性函数为F(),等信号轴OA的指向为0,则波束 1、2 的方向性函数可分别写成:F1()=F(1)=F(+k-0)F2()=F(2)=F(-0-k)k为0与波束最大值方向的偏角。用等信号法测量时,波束1接收到的回波信号u1=KF1()=KF(k-t),波束2收到的回波电压值u2=KF2()=KF(-k-t)=KF(k+t),式中t为目标方向偏离等信号轴0的角度。对对u1和和u2信信号号进进行行处处理理,可可以以获得目标方向获得目标方向t的信息。的信息。因此，比较两个波束回波的强弱就可以判断目标偏离等信号轴的方向比较两个波束回波的强弱就可以判断目标偏离等信号轴的方向并可用查表的办法估计出偏离等信号轴的大小。并可用查表的办法估计出偏离等信号轴的大小。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 设天线电压方向性函数为F(),等信号轴OA的我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物v (1)比幅法比幅法:求两信号幅度的比值 根据比值的大小可以判断目标偏离0的方向,查找预先制定的表格就可估计出目标偏离0的数值。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 (1)比幅法:根据比值的大小可我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物v(2)和差法和差法:由u1及u2可求得其()=u1()-u2()=KF(k-t)-F(k+t)在等信号轴=0 附近,差值()可近似表达为 差值(t)及和值(t),即图图 7.8 和差法测角和差法测角7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 (2)和差法:由u1及u2可求得其()=u1(我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物而和信号(t)=u1()+u2()=KF(k-t)+F(k+t)在0附近可近似表示为：(t)2F(0)k 即可求得其和、差波束()与(),如图 7.8 所示。归一化的和差值(7.2.7)因为/正正比比于于目目标标偏偏离离0的的角角度度t,故故可可用用它它来来判判读读角角度度t的的大大小小及及方向方向。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 而和信号(t)=u1()+u2()=KF(k-我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 等信号法中,两个波束可以同时存在,若用两套相同的接收系统同时工作,则称同同时时波波瓣瓣法法;两波束也可以交替出现,或只要其中一个波束,使它绕OA轴旋转,波束便按时间顺序在 1、2 位置交替出现,只要用一套接收系统工作,则称顺序波瓣法顺序波瓣法。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 等信号法中,两个波束可以同时存在,若用两我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 等信号法的主要优点优点是:(1)测测角角精精度度比比最最大大信信号号法法高高,因为等信号轴附近方向图斜斜率率较较大大,目标略略微微偏偏离离等等信信号号轴轴时,两信号强强度度变变化化较较显显著著。由理论分析可知,对收发共用天线的雷达,精度约为波束半功率宽度的 2%,比最大信号法高约一个量级。(2)根根据据两两个个波波束束收收到到的的信信号号的的强强弱弱可可判判别别目目标标偏偏离离等等信信号号轴轴的的方方向向,便便于于自自动动测测角角。等信号法的主要缺缺点点：一是测测角角系系统统较较复复杂杂;二是等等信信号号轴轴方方向向不不是是方方向向图图的的最最大大值值方方向向,故在发发射射功功率率相相同同的条件下,作作用用距距离离比比最最大大信信号号法法小小些些。若两波束交点选择在最大值的 0.70.8 处,则对收发共用天线的雷达,作用距离比最大信号法减小约 20%30%。等信号法常用来进行自动测角,即应用于跟踪雷达中。7.2 测角方法及其比较测角方法及其比较 等信号法的主要优点是:7.2 测角方法及我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 7.3.1 波束形状和扫描方法波束形状和扫描方法 1.扇形波束扇形波束 扇形波束的水平面和垂直面内的波束宽度有较大差别,主要扫描方式是圆周扫描和扇扫圆周扫描和扇扫。7.3 天线波束的扫描方法 7.3.1 波束形状和扫描方法我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图 7.9 扇形波束圆周扫描扇形波束圆周扫描 (a)地面雷达地面雷达;(b)机载雷达机载雷达 圆圆周周扫扫描描时,波束在水平面内作 360圆周运动(图 7.9),可观察雷达周围目标并测定其距离和方位角坐标。所用波束通常在水水平平面面内内很很窄窄,故方位角有较高的测角精度和分辨力。垂垂直直面面内内很很宽宽,以保证同时监视较大的仰角空域。地面搜索型雷达垂直面内的波束形状通常做成余余割割平平方方形形,这样功率利用比较合理,使同一高度不同距离目标的回波强度基本相同。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 图 7.9 扇形波束圆周扫描 (a)地面雷达;(b)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物由雷达方程知，回波功率为 式中，G为天线增益;R为斜距;K1为雷达方程中其它参数决定的常数。若目标高度为H,仰角为,忽略地面曲率,则R=H/sin=H csc,代入上式得 若目标高度一定,要保持Pr不变,则要求G/csc2=K(常数),故 即天线增益天线增益G()为余割平方形为余割平方形。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 由雷达方程知，回波功率为 式中，G为天线增益;R为斜距;我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 专专门门用用于于测测高高的的雷雷达达,采采用用波波束束宽宽度度在在垂垂直直面面内内很很窄窄而而水水平平面面内内很很宽宽的的扇扇形形波波束束,故故仰仰角角有有较较高高的的测测角角精精度度和和分分辨辨力力。雷达工作时,波束可在水平面内作缓慢圆周运动,同时在一定的仰角范围内做快速扇扫(点头式)。当对某一区域需要特别仔细观察时,波束可在所需方位角范围内往返运动,即做扇形扫描扇形扫描。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 专门用于测高的雷达,采用波束宽度在垂直面内我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2.针状波束针状波束 针针状状波波束束的的水水平平面面和和垂垂直直面面波波束束宽宽度度都都很很窄窄。采用针状波束可同时测量目标的距离、方位和仰角,且方位和仰角两者的分分辨辨力力和测测角角精精度度都较高。主要缺缺点点是因因波波束束窄窄,扫扫完完一一定定空空域域所所需需的的时时间间较较长长,即雷达的搜索能力较差。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 2.针状波束7.3 天线波束的扫描方法 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图 7.10 针状波束扫描方式针状波束扫描方式(a)螺旋扫描螺旋扫描;(b)分行扫描分行扫描;(c)锯齿扫描锯齿扫描 根据雷达的不同用途,针针状状波波束束的的扫扫描描方方式式很多,图 7.10。图(a)为螺旋扫描,在方位上圆周快扫描,同时仰角上缓慢上升,到顶点后迅速降到起点并重新开始扫描;图(b)为分行扫描,方位上快扫,仰角上慢扫;图(c)为锯齿扫描,仰角上快扫而方位上缓慢移动。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 图 7.10 针状波束扫描方式(a)螺旋扫描;(b)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.机械性扫描机械性扫描 利用整个天线系统或其某一部分的机械运动来实现波束扫描的称为机械性扫描机械性扫描。如环视雷达、跟踪雷达，通常采用整个天线系统转动的方法。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 1.机械性扫描7.3 天线波束的扫描方法 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图 7.11 馈源不动反射体动的机械性扫描馈源不动反射体动的机械性扫描 而图7.11是馈馈源源不不动动,反反射射体体相相对对于于馈馈源源往往复复运运动动实现波束扇扫的一个例子。不难看出,波波束束偏偏转转的的角角度度为为反反射射体体旋旋转转角角度度的两倍的两倍。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 图 7.11 馈源不动反射体动的机械性扫描 而图7.11是馈我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图 7.12 风琴管式扫描器示意图风琴管式扫描器示意图 图 7.12 为,由一个输入喇叭和一排等长波导组成,波导输出口按直线排列,作为抛物面反射体的一排辐射源。当当输输入入喇喇叭叭转转动动依依次次激激励励各各波波导导时时,这这排排波波导导的的输输出出口口也也依依次次以以不不同同的的角角度度照照射射反反射射体体,形形成成波波束束扫扫描描。这这等等效效于于反反射射体体不不动动,馈馈源源左左右右摆摆动动实现波束扇扫。实现波束扇扫。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 图 7.12 风琴管式扫描器示意图 图 7.12 为,由一我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 机械性扫描的优优点点是简单。其主要缺缺点点是机械运动惯性大,扫描速度不高。近年来快速目标、洲际导弹、人造卫星等的出现,要求雷达采用高增益极窄波束,因此天线口径面往往做得非常庞大,再加上常要求波束扫描的速度很高,用机械办法实现波束扫描无法满足要求,必须采用电扫描。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 机械性扫描的优点是简单。其主要缺点是机械运动我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2.电扫描电扫描 电扫描时,天天线线反反射射体体,馈馈源源等等不不必必作作机机械械运运动动。因无机械惯性限制,扫描速速度度可可大大大大提提高高,波束控制迅速灵便,故这种方法特别适用于要求波束快速扫描及巨型天线的雷达中。电扫描的主要缺缺点点是扫描过程中波波束束宽宽度度将将展展宽宽,因而天天线线增增益益也要减减小小,所以扫扫描描的角度范范围围有一定限制。另外，天线系统一般比较复杂复杂。根据实现时所用基本技术的差别,电电扫扫描描又又可可分分为为：相相位位扫扫描描法法、频率扫描法频率扫描法、时间延迟法时间延迟法等。7.3 天线波束的扫描方法天线波束的扫描方法 2.电扫描7.3 天线波束的扫描方法 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7.3.3 相位扫描法相位扫描法 1.基本原理基本原理 图7.13 所示为由N个阵元组成的一维直线移相器天线阵,阵元间距为d。为简化分析,先假定每个阵元为无方向性的点辐射源,所有阵元的馈线输入端为等等幅幅同同相相馈馈电电,各移相器的相移量分别为 0,2,(N-1)(如图 7.13 所示),即相相邻邻阵阵元元激激励励电电流之间的相位差为流之间的相位差为。7.3.3 相位扫描法 1.基本原理 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 现在考虑偏离法线方向远区某点的场强,它应为各阵元在该点的辐射场的矢量和 因等幅馈电,且忽忽略略各各阵阵元元到到该该点点距距离离上上的的微微小小差差别别对对振振幅幅的的影影响响,可认为各阵元在该点辐射场的振辐相等,用E表示。若以零号阵元辐射场E0的相位为基准,则(7.3.1)7.3.3 相位扫描法相位扫描法 现在考虑偏离法线方向远区某点的场强,它应我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物式中,，为由由于于波波程程差差引引起起的的相相邻邻阵阵元元辐辐射射场场的的相相位位差差;为相相邻邻阵阵元元激激励励电电流流相相位位差差;k为由由波波程程差差引引起起的的Ek对对E0的的相相位位超超前前;k为由激励电流相位差引起的由激励电流相位差引起的Ek对对E0的相位迟后的相位迟后。任任一一阵阵元元辐辐射射场场与与前前一一阵阵元元辐辐射射场场之间的相相位位差差为为-。按等比级数求和并运用尤拉公式,式(7.3.1)化简为 7.3.3 相位扫描法相位扫描法 式中,，为由于波程差引起的相邻阵元辐射场的相位差;我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物由式(7.3.1)容易看出,当当=时时,各分量同相相加,场强幅值最大,显然 故归一化方向性函数为(7.3.2)7.3.3 相位扫描法相位扫描法 由式(7.3.1)容易看出,当=时,各分量同相相加,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 =0 时时,也就是各阵元等幅同相馈电时,由上式可知,当=0,F()=1,即方向图最大值在阵列法线方向。若0,则方向图最大值方向(波束指向)就要偏移,偏移角0由移相器的相移量决定,其关系式为:=0时,应有F(0)=1,由式(7.3.2)可知应满足(7.3.3)式(7.3.3)表明,在0方向,各阵元的辐射场之间,由于波程差引起的相位差正好与移相器引入的相位差相抵消,导致各分量同相相加获最大值。显然,改改变变值值,为为满满足足式式(7.3.3),就就可可改改变变波波束束指指向向角角0,从从而而形形成波束扫描。成波束扫描。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 =0 时,也就是各阵元等幅同相馈电时,由我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 也可以用用图图 7.14 来来解解释释,可以看出,图中MM线上各点电磁波的相位是相同的,称同同相相波波前前。方方向向图图最最大大值值方方向向与与同同相相波波前前垂垂直直(该方向上各辐射分量同相相加),故故控控制制移移相相器器的的相相移移量量,改改变变值值,同同相相波波前前倾倾斜斜,从从而而改改变变波波束束指指向向,达达到到波波束束扫扫描描的的目的目的。根根据据天天线线收收发发互互易易原原理理,上上述述天天线线用用作作接接收收时时,以以上上结结论论仍仍然然成立。成立。图图 7.14 一维相扫天线简图一维相扫天线简图 7.3.3 相位扫描法相位扫描法 也可以用图 7.14 来解释,可以看出,图我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2.栅瓣问题栅瓣问题 现在将与波束指向0之间的关系式=(2/)d sin0代入式(7.3.2)，得(7.3.4)可以看出,当(Nd/)(sin-sin0)=0,2,n(n为整数)时,分子为零,若分母不为零,则有F()=0。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 2.栅瓣问题(7.3.4)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图 7.15 方向图出现栅瓣方向图出现栅瓣 而当(d/)(sin-sin0)=0,2,n(n为整数)时,上式分子、分母同为零,由洛比达法则得F()=1,由此可知F()为多瓣状,如图 7.15 所示。栅瓣主瓣栅瓣7.3.3 相位扫描法相位扫描法 图 7.15 方向图出现栅瓣 而当(d/我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 其中，(d/)(sin-sin0)=0,即=0时的称为主主瓣瓣,其余称为栅栅瓣瓣。出现栅瓣将会产生测测角角多多值值性性。由图 7.15 看出,为避免出现栅瓣,只要保证 即 则可,因sin-sin01+sin0,故不出现栅瓣的条件不出现栅瓣的条件可取为7.3.3 相位扫描法相位扫描法 其中，(d/)(sin-sin0)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 当波长取定以后,只要调整阵元间距d以满足上式,便不会出现栅瓣。如要在-900+90范围内扫描时,则d/1/2,但通过下面的讨论可看出,当0增大时,波束宽度也要增大,故波束扫描范围不宜取得过大,一般取|0|60或|0|45,此时分别是d/0.53 或d/0.59。为避免出现栅瓣，通常选d/1/2。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 当波长取定以后,只要调整阵元间距d以满足我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 3.波束宽度波束宽度 1)波束指向为天线阵面法线方向时的宽度这时,0=0,即=0,为各阵元等幅同相馈电情况。由式(7.3.2)或式(7.3.1)可得方向性函数为 通常波束很窄,较小,sind/)sin(d/)sin,上式变为(7.3.5)7.3.3 相位扫描法相位扫描法 3.波束宽度通常波束很窄,较小,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物近似为辛克(Sinc)函数,由此可求出波束半功率宽度波束半功率宽度为(7.3.6)其中Nd为线阵长度。当d=/2 时(7.3.7)顺便指出,在d=/2 的条件下,若要求0.5=1,则所需阵元数N=100。如果要求水平和垂直面内的波束宽度都为 1,则需 100100 个阵元。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 近似为辛克(Sinc)函数,由此可求出波束半功率宽度为(我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2)波束扫描对波束宽度和天线增益的影响扫描时,波波束束偏偏离离法法线线方向,00,方向性函数由式(7.3.4)表示。波束较窄时,-0较小,sin(d/)(sin-sin0)(d/)(sin-sin0),式(7.3.4)可近似为 7.3.3 相位扫描法相位扫描法 2)波束扫描对波束宽度和天线增益的影响扫描我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物是辛克函数。设在波束半功率点上的(7.3.8)值为+和-(见图 7.16),由辛克函数曲线,当 时,可查出x=0.443,故知当=+时应有图图 7.16 扫描时的波束宽度扫描时的波束宽度 7.3.3 相位扫描法相位扫描法 是辛克函数。设在波束半功率点上的(7.3.8)值为+和我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物容易证明 sin+-sin0=sin(+-0)cos0-1-cos(+-0)sin0 波束很窄时,+-0很小,上式第二项忽略,可简化为 sin+-sin0(+-0)cos0 代入式(7.3.8),整理得扫描时的波束宽度扫描时的波束宽度0.5s为(7.3.9)7.3.3 相位扫描法相位扫描法 容易证明 sin+-sin0=sin(+-0)cos我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物其中，0.5为波束在法线方向时的半功率宽度;为波长。上式也可从概念上定性地得出,因为波束总是指向同相馈电阵列天线的法线方向,将图7.16 中的同相波前MM看成同相馈电的直线阵列,但有效长度为Nd cos(0),代入式(7.3.6)便得式(7.3.9)。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 其中，0.5为波束在法线方向时的半功率宽度;为波长。上我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 从式(7.3.9)可看出,波波束束扫扫描描时时,随随着着波波束束指指向向0的的增增大大,0.5s要要展展宽宽,0越大越大,波束变得愈宽。波束变得愈宽。例如0=60,0.5s 20.5。随随着着0增增大大，波波束束展展宽宽，会会使使天天线线增增益益下下降降。我们用阵元总数为N0的方天线阵来说明。假定天线口径面积为A,无损耗,口径场均匀分布(即口面利用系数等于1),阵元间距为d,则有效口径面积A=N0d2,法线方向天线增益为(7.3.10)当d=/2 时,G(0)=N0。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 从式(7.3.9)可看出,波束扫描时,随着我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如果波束扫到0方向,则天线发射或接收能量的有效口径面积As为面积A在扫描等相位面上的投影,即As=Acos0=Nod2cos0。如果将天线考虑为匹配接收天线,则扫描波束所收集的能量总和正比于天线口径的投影面积As,所以波束指向处的天线增益为 当当d=/2 时时,G(0)=N0cos0=N0。可见增益随0增大而减小。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 如果波束扫到0方向,则天线发射或接收能量的我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 如果在方位和仰角两个方向同时扫描,以0和0表示波束在方位和仰角方向对法线的偏离,则 当0=0=60时,G(0,0)=N0/4,只有法线方向增益的1/4。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 如果在方位和仰角两个方向同时扫描,以0和我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 总之,在波束扫描时,由于在在0方方向向等等效效天天线线口口径径面面尺尺寸寸等于天天线线口口径径面面在在等等相相面面上上的的投投影影(即即乘乘以以cos0),与法法线线方方向向相比,尺尺寸寸减减小小,波波束束加加宽宽,因而天天线线增增益益下下降降,且随随着着0的的增增大大而而加加剧剧。所以波束扫描的角范围通常限制在60或45之内。若要覆盖半球若要覆盖半球,至少要三个面天线阵。至少要三个面天线阵。必须指出,前面讨论方向性函数时,都是假定每个阵元是无方向性的,当当考考虑虑单单个个阵阵元元的的方方向向性性时时,总总的的方方向向性性函函数数应应为为上上述述结结果果与与阵阵元元方方向向性性函函数数之之积积。设阵元方向性函数为Fe(),阵列方向性函数为F()式 7.3.4,则 N阵 元 线 性 阵 总 的 方 向 性 函 数FN()为:FN()=Fe()F()。当阵元的方向性较差时,在波束扫描范围不大的情况下,对总方向性函数的影响较小,故上述波束宽度和天线增益的公式仍可近似应用。7.3.3 相位扫描法相位扫描法 总之,在波束扫描时,由于在0方向等效天线我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7.3.3 相位扫描法相位扫描法 另外，等等间间距距和和等等幅幅馈馈电电的的阵阵列列天天线线副副瓣瓣较较大大(第第一一副副瓣瓣电电平平为为-13dB),为为了了降降低低副副瓣瓣,可可以以采采用用“加加权权”的的办办法法。一种是振振幅幅加加权权,使得馈给中间阵元的功率大些,馈给周围阵元的功率小些。另一种叫密密度度加加权权,即天线阵中心处阵元的数目多些,周围的阵元数少些。7.3.3 相位扫描法 另外，等间距和等幅馈电的阵列天线副我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 4.相扫天线的带宽相扫天线的带宽 相相扫扫天天线线的的工工作作频频带带取决于馈馈源源设设计计和天天线线阵阵的的扫扫描描角角度度。这里着重研究阵面带宽。相扫天线扫描角0时,同同相相波波前前距距天天线线相相邻邻阵阵元元的的距距离离不不同同而而产产生生波波程程差差dsin0(见图 7.12),如如果果用用改改变变相相邻邻阵阵元元间间时时间间迟迟延延值值的的