[发明专利]一种基于蜂窝骨架的有源相控阵天线

说明书

本发明公开了一种基于蜂窝骨架的有源相控阵天线及其组阵方法，根据阵面规模计算蜂窝数量与蜂窝内天线单元数量；生成各蜂窝坐标点，蜂窝天线阵中各蜂窝紧密排布；生成蜂窝内的随机子阵，即子阵圆；将子阵圆随机旋转安装在各蜂窝内；代入天线单元平均方向图计算蜂窝天线阵方向图；重复以上步骤，直到得到符合条件的布阵结果。本发明的子阵圆内天线单元随机分布与子阵可随机旋转共同作用产生了天线单元分布随机性很强的天线阵，有效破坏了方向图扫描栅瓣在辐射空间中的叠加，削弱了扫描栅瓣。

技术领域

本发明涉及一种有源相控阵雷达技术，尤其涉及的是一种基于蜂窝骨架的有源相控阵天线及其组阵方法。

背景技术

随着现代雷达技术的飞速发展，雷达在对空间的监视与探测、战区预警及攻击评估、战斗操作预案与作战计划等方面的需求要求有源相控阵天线向电大尺寸以宽带工作的方向发展 (电尺寸为天线物理尺寸相对于工作频率波长的尺寸)以提高雷达分辨力、威力等系统性能。虽然随着科技发展和工艺进步，相控阵雷达的造价虽然有了大幅度的下降，但仍令人望而生畏，庞大的设备及其用电量是一个影响相控阵应用的重要因素。如何在不影响阵列天线方向图性能的前提下使有源通道稀疏化成为了需要解决的难题。

在目前使用较多的相控阵雷达系统中，常用的有源通道稀疏化的方法有：有限视场扫描、稀疏阵、不规则子阵、随机阵等。有限视场扫描相控阵天线增大天线单元间的间距，牺牲天线阵的扫描能力以达到稀疏有源通道的目的，此方法应用范围窄且有源通道稀疏化比例有限；稀疏阵则将天线单元进行一定比例稀疏化，此方法可大比例稀疏天线单元和有源通道数，并且有效抑制扫描栅瓣，但是稀疏阵设计方法难度大，且稀疏后的天线阵形状各异难以加工、装配、定位；运用不规则子阵打破子阵排布周期性也可实现稀疏有源通道，抑制扫描栅瓣，但是不规则子阵组成难度大，对于大型有源相控阵工程上亦不好实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：将蜂窝抽象成正六边形结构，能够有效的抑制扫描栅瓣，提供了一种基于蜂窝骨架的有源相控阵天线及其组阵方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明的一种基于蜂窝骨架的有源相控阵天线，所述天线为蜂窝天线阵，包括多个紧密排布的蜂窝、子阵圆、天线单元，所述天线单元有多个，分布在子阵圆内，所述子阵圆为蜂窝的内切圆，所述子阵圆旋转安装在蜂窝内。

所述子阵圆内天线单元数量为100～200。即不影响扫描栅瓣抑制效果，也保证了工程实施难度。

所述子阵圆的外部连接有定位条，所述蜂窝上的对应的位置上设置有定位条插口。

所述蜂窝天线阵排布为正方形、矩形或六边形。根据工程需要，蜂窝天线阵中各蜂窝紧密排布，在确定蜂窝天线阵排布形式后，由各个蜂窝形状的相邻之间关系可以推算出天线阵内各蜂窝坐标点，计算生成各蜂窝坐标点。

一种基于蜂窝骨架的有源相控阵天线组阵方法，包括以下步骤：

(1)根据阵面规模计算蜂窝数量与蜂窝内天线单元数量；

(2)生成各蜂窝坐标点，蜂窝天线阵中各蜂窝紧密排布；

(3)生成蜂窝内的随机子阵，即子阵圆；

(4)将子阵圆随机旋转安装在各蜂窝内；

(5)代入天线单元平均方向图计算蜂窝天线阵方向图；

(6)重复以上步骤，直到得到符合条件的布阵结果。

所述步骤(3)中，子阵圆的生成过程如下：