非周期陣列形式研究
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3.2.3 旋轉(zhuǎn)超級子陣形成非周期陣列（類似于GBR-P）
子陣級非周期陣列的一種形式是將整個陣面劃分為幾個超級子陣，對各個超級子陣進行不同程度的旋轉(zhuǎn)，而每個超級子陣仍是周期性的。旋轉(zhuǎn)超級子陣之所以能降低天線陣的柵瓣電平，其原因在于各個超級子陣的柵格取向各有不同，從而使各個子陣的柵瓣在方向余弦空間中的位置不同而不能疊加。采用此種非周期陣列方式的一個較為成功的例子是美國地基雷達初樣型GBR-P，根據(jù)文獻中有關(guān)GBR-P天線陣面制造的數(shù)據(jù)，確定其有效口徑大小為12.5米，單元間距為76mm（約2.7個波長），單元數(shù)目為16896個，單個組件輸出功率（峰值）為10W[6]。本文對其陣面排布和波瓣性能進行了深入分析與研究，對其天線陣面主要性能估算如表1所示，并給出了陣面排布仿真圖和相應(yīng)的波瓣圖仿真結(jié)果。
表1 GBR-P天線陣面主要性能初步估算
增益（中頻法向） | 發(fā)射：60 dB 接收：58.5 dB | |
掃描增益下降 | 約-4.4 dB （掃描12.5度） | |
掃描柵瓣 | 約-20dB（掃描5度） 約-10dB（掃描12.5度） | |
功率孔徑積 | 170.8 dBW | |
波束 寬度 | 發(fā)射 | 0.15° |
接收 | 0.20° | |
法向副瓣電平 | 接收 | ≤-30 dB |
發(fā)射 | ≤-16 dB | |
圖11 GBR-P陣面排布仿真圖
圖12 掃描法向時方位面波瓣圖
圖13 掃描5度時方位面波瓣圖
圖14 掃描12.5度時方位面波瓣圖
4 結(jié)論
本文在研究小型陣列非周期形式的基礎(chǔ)上，探討了適應(yīng)于大型陣列的非周期排布形式，具有一定的工程應(yīng)用價值。但對于非周期陣存在一個問題，柵瓣雖然得到了一定程度的抑制，但是主瓣附近的副瓣卻抬高了，這是由于陣列非周期化導(dǎo)致了低副瓣加權(quán)性能的惡化。故有待于探討如何將陣列排布和加權(quán)進行同時優(yōu)化以獲得更好的波瓣性能。
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