基于电抗加载的单通道五元多波束扫描天线阵设计方法研究

李戈阳 李 瑞 李维林

1 中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064 2 海军装备部，北京 100071

1 引 言

电子对抗与反对抗［1-2］在现代海战中是极为重要的组成部分，夺取电子战的主动权，是取得战争胜利的先决条件。美国CODAR公司设计了由3根天线组成的单极子交叉环天线阵，用于超分辨到达方向估计，但最多只能对2个信号到达角方向上形成具有陡峭下降延的峰值增益。类似地，文献［3］中基于电压控制的电抗加载多波束扫描阵和文献［4］设计的HF自适应三元阵列零位天线系统，其自由度皆为2，最多只能在2个干扰来波方向上形成零陷，以抑止2个来向的干扰［5-6］。

在实际信号环境中通常存在多个信号，因此，有必要对紧凑的、能实现多信号到达方向估计的高频地波雷达天线阵［7-8］进行研究。针对该问题，本文研究设计了一个电抗加载单通道五元多波束扫描圆阵，并结合空间谱估计方法对信号到达方向［9］进行了估计与分析。

2 电抗加载天线阵的矩量法分析

自从1968年哈林顿（Harrington）将矩量法应用于电磁学后，矩量法一直是分析线天线辐射与散射问题的有效工具［10］。 矩量法（Method of Moments，MOM）是一种将线性空间的算子方程转化为矩阵方程来进行计算的数值方法。本文根据矩量法原理，采用分段正弦基和伽辽金法来计算天线阵各单元的电流分布［11］。

根据矩量法原理，采用分段正弦基和伽辽金法分析天线，设每根振子均匀分为m＋1小段，形成m个元偶极子，振子的全长为2L，共有n根振子。在第1根振子的中心用电压源V0馈电。……