相控阵天线需要扩展瞬时带宽以满足宽带信号接收系统的性能要求,文中针对扩展相控阵天线的瞬时带宽的方法进行研究。首先,分析了阵列瞬时带宽的限制因素,主要包括空间色散和时间色散;然后,通过理论推导及分析相位补偿误差曲线,证明了子阵级实时延时线(TTD)与阵元级移相器组合使用扩展瞬时带宽的可行性;最后,提出了一种分级使用TTD扩展瞬时带宽的方法。通过对128元均匀线阵仿真可得,在中心频率8 GHz,栅瓣低于-15 d B条件下,此方法可实现阵列瞬时带宽为单级TTD方法的2倍。因此,分级TTD方法在适当增加馈电系统复杂度的条件下,降低了系统成本并可实现更大的瞬时带宽。
大型阵列采用子阵级处理方法可以用小的代价获得较好的处理性能。本文提出一种均匀线阵(Uniform linear array,ULA)子阵级处理方法,该方法综合考虑子阵划分及子阵级幅度权矢量对阵列输出性能的影响,运用粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)将子阵划分方式及子阵级幅度权值进行联合优化。通过仿真发现,该联合优化方法可以充分利用阵列划分方式的自由度,在已知阵列输出性能的前提下,准确地提供一组阵列划分方式及子阵级幅度权值。与常规方法相比,联合优化方法降低了阵列设计的计算量及阵列设计周期,并且可以得到性能更有针对性的方向图。本文方法也为大型阵列进行子阵划分提供了理论依据。
