相控阵雷达微波系统仿真结果是雷达方案设计的重要依据,如何在系统建模条件下对微波系统进行评估具有重要价值。阵列天线作为微波系统的重要组成部分之一,其各项指标能够决定系统的整体性能。针对相控阵天线的波束赋形问题,应用粒子群算法对天线单元的幅度和相位进行了优化计算,并在系统仿真软件SystemVue中搭建了阵列天线模型,方向图仿真结果与微波暗室测试结果基本一致,验证了该方法的正确性。此外,该模型能够作为微波系统仿真模型的一部分,对整个雷达系统特性进行评估。 各单元位置为xn，k为波数，θ为波束扫描角。优化的目标函数由下式得到：算中，权值w1和w2可根据优化效果进行调节。2建模与仿真通过上述优化算法可得到各天线单元的幅度与相位分布。下面，在SystemVue软件中搭建阵列天线方向图计算模型，并对优化后的结果进行验证计算。由于SystemVue软件支持Matlab编程语言，因此可以直接在仿真模型中嵌入优化算法。以接收模式为例，阵列天线的仿真链路模型如图1所示。其中，阵列天线接收模块PhasedArrayRx的接收端馈入9.5GHz点频信号，波束的方位和俯仰扫描角由两个Matlab自定义模块控制，该模块的输出端口输出各个单元通道的射频信号并被采集。经过参数扫描计算，得到阵列天线方位向与俯仰向的单元数分别为96和12，单元间距分别为16mm和21mm。图2所示为接收模式下赋形波束的理论三维方向图，本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/计算中天线单元在俯仰向为均匀加权，而在方位向采用了优化计算后的幅度相位分布，结果显示其方位向的波束宽度为10°，副瓣为-25dB。图1接收模型下阵列天线链路模型图306使得天线的副瓣电平抬高，并降低主瓣波束的顶部平坦度，因此必须进行误差分析。这里主要考虑了天线单元通道随机的幅度和相位误差，设第1单元的幅度随机误差为Δan，相位的随机误差为ΔΨn，此时方向图的计算公式由式（3）改写为下式：仿真计算中，赋形波束的设计评估-数控滚圆机切管机张家港电动液压切管机数控滚圆机滚弧机根据各天线单元通道的幅度相位一致性的设计指标，幅度随机误差Δan设为±0.5dB，相位随机误差ΔΨn设为±20°，可以得到天线赋形波束的方向图。图3和图4所示分别为天线发射和接收模式下方位向方向图的仿真与暗室测试的结果对比，可以看到两者的主瓣和近区副瓣基本吻合。其中，发射模式下波束宽度为9.9°，副瓣小于-13dB，接收模式下波束宽度为9.8°，副瓣小于-23dB，波束展宽后主瓣顶部较平坦，能够满足指标要求。而远区副瓣的测试结果和理论计算结果相比最大偏差10dB左右。图5和图6所示分别为天线发射和接收模式下方位向扫描20°时仿真与暗室测试的结果对比，可以看到两者结果仍较为吻合。同时，扫描后主瓣顶部的平坦度有1dB左右的恶化，并且接收模式下近区副瓣有7dB左右的抬高。图3发射模型下赋形波束仿真与测试方向图图4接收模型下赋形波束仿真与测试方向图图5发射模型下赋形波束扫描20°仿真与测试方向图图6接收模型下赋形波束扫描20°仿真与测试方向图通过对比可以看到，仿真计算与暗室测试方向图在远区有较大偏差，这主要是由两方面原因造成。首先，在仿真计算中仅考虑了各单元通道的随机幅度相位误差，而未引入馈电网络和子阵天线延迟线的误差；赋形波束的设计评估-数控滚圆机切管机张家港电动液压切管机数控滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/