專利名稱：遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣。
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣，包括天線，所述的天線陣由若干組雙天線組成，每一組雙天線的前排天線由一短單極子天線與寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，后排由另一短單極子天線與寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；組成雙天線的兩個短單極子天線接收的信號通過電纜移相、魔T相減后，經(jīng)收發(fā)開關(guān)分別與對應(yīng)的接收機(jī)相連。
上述的天線陣是由若干組雙天線組成的直線相控陣。
上述寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)由電抗、電阻和電容并聯(lián)后再與一電抗串聯(lián)，之后與另一電抗和電容并聯(lián)得到；寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端與天線的饋點(diǎn)連接，輸出端連接魔T的輸入端。
在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，連接雙天線所接電纜長度之差最好為前、后排天線間距與電纜內(nèi)填充介質(zhì)的相對介電常數(shù)平方根的比值。
本實(shí)用新型由于采用上述前、后排雙天線結(jié)構(gòu)，在寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)后向抵消，前向近似相加，使兩天線在H面形成大前后比的心形方向圖。
本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣，通過數(shù)字波束形成技術(shù)實(shí)現(xiàn)方位掃描，與緊湊的正交環(huán)/單極子天線相比，提高了天線的增益，從而增加了雷達(dá)探測海面風(fēng)浪的距離；利用多重信號分類算法提取海洋表面流及海面低速移動目標(biāo)的方位信息提高了角分辨率。與傳統(tǒng)的窄波束相比，節(jié)約了天線場地建設(shè)費(fèi)、天線架設(shè)費(fèi)和維護(hù)費(fèi)，大大地減少了占地面。
本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣，由于單元天線加載了寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，天線在整個頻帶輸入阻抗變化平緩，駐波比均小于3。
本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣，由于單元天線是用了寬頻帶技術(shù)，其特點(diǎn)是針對不同的外部干擾，可以使雷達(dá)方便的進(jìn)行變頻工作，提高了雷達(dá)的抗干擾能力和工作效率。
本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣，由于使用的頻率位于高頻段的低端，與中程雷達(dá)相比，其探測距離大大增加。
本實(shí)用新型具有頻帶寬、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、成本低、方便架設(shè)和可移性等優(yōu)點(diǎn)，適用于海面遠(yuǎn)距離探測的寬帶高頻表面波雷達(dá)的天線陣系統(tǒng)。
上述寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)5由電抗L、電阻R和電容C并聯(lián)后再與一電抗L1串聯(lián)，之后與另一電抗L2和電容C1并聯(lián)得到；其中L＝8.5μH，R＝150Ω，C＝85.5pF，L1＝9.3μH，L2＝12.5μH，C1＝60.7pF，阻抗變換比9∶1。寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)5的輸入端與天線1、2的饋點(diǎn)連接，輸出端連接魔T3的輸入端。
圖5所述的是六個雙天線1、2接收的回波信號經(jīng)過收發(fā)開關(guān)最后輸送至接收機(jī)，接收機(jī)輸出信號利用數(shù)字波束形成技術(shù)輸出風(fēng)浪參數(shù)和多重信號分類算法(超分辨空間譜估計(jì))輸出海流和目標(biāo)方位分別提取海洋表面動力學(xué)要素及海面低速移動目標(biāo)的方位信息。
圖6表示接收天線陣的方向圖，在4～8MHz的帶寬內(nèi)，天線陣列在H面方向圖的半功率寬在20°～35°之間，副瓣電平低，前后比在大于30dB之間，方向系數(shù)在12～15dB之間。
為了保證天線的性能，本相控陣天線陣下應(yīng)鋪設(shè)地網(wǎng)，以保證天線具有良好的電性能。
在采用圖5所示的雷達(dá)系統(tǒng)時，配備增益約7dB的發(fā)射天線，使用線性調(diào)頻中斷連續(xù)波(FMICW)波形及3千瓦的發(fā)射功功率，在六級海情下，其探測海流的距離可達(dá)200海里，探測海面風(fēng)、浪的距離可達(dá)120千米，探測大型海面低速移動目標(biāo)的能力與英國Neptune雷達(dá)有限公司推出的Pisces和馬可尼公司推出的艦載OTHR基本相當(dāng)。
權(quán)利要求1.一種遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣，包括天線，其特征在于所述的天線陣由若干組雙天線組成，每一組雙天線的前排天線由一短單極子天線與寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，后排由另一短單極子天線與寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；組成雙天線的兩個短單極子天線接收的信號通過電纜移相、魔T相減后，經(jīng)收發(fā)開關(guān)分別與對應(yīng)的接收機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線陣，其特征在于所述的天線陣是由若干組雙天線組成的直線相控陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線陣，其特征在于寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)由電抗、電阻和電容并聯(lián)后再與一電抗串聯(lián)，之后與另一電抗和電容并聯(lián)得到；寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端與天線的饋點(diǎn)聯(lián)接，輸出端連接魔T的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天線陣，其特征在于連接雙天線的電纜長度之差為前、后排天線間距與電纜內(nèi)介質(zhì)的相對介電常數(shù)平方根的比值。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)程岸基高頻表面波雷達(dá)小型寬帶接收天線陣，包括天線，所述的天線陣由若干組雙天線組成天線陣，每一組雙天線的前排天線由一短單極子天線與寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，后排由另一短單極子天線與寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；組成雙天線的兩個短單極子天線接收的信號通過電纜移相、魔T相減后，經(jīng)收發(fā)開關(guān)分別與對應(yīng)的接收機(jī)相連。本實(shí)用新型具有頻帶寬、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、成本低、方便架設(shè)和可移性等優(yōu)點(diǎn)，適用于海面遠(yuǎn)距離探測的寬帶高頻表面波雷達(dá)的天線陣系統(tǒng)。
文檔編號G01S13/00GK2559108SQ0227825
公開日2003年7月2日 申請日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月4日
發(fā)明者高火濤 申請人:武漢大學(xué)