递进型优化算法对相控阵天线阵列的波束优化*

马小梦，何岷，张长革

(北京遥感设备研究所，北京 100854)

0 引言

相控阵雷达相比于传统的机械扫描雷达，利用电扫的方式对检测目标进行波束扫描，机敏灵活。电扫和多通道特征使相控阵天线在同一时间可实现多波束切换和多角度扫描，波束具有较高的增益，可实现多目标检测和跟踪[1]。电扫和多通道特性为相控阵天线阵列带来巨大优势的同时也带来了更多的误差和干扰，提升相控阵天线阵列波束性能是其广泛应用的前提，为此产生了权值校准、近远场检测等技术和方法[2-4]。

有源相控阵天线阵列含有多个子阵，各个子阵的天线幅度和相位分别由通道内的放大器、衰减器和移相器控制。这些器件由电控方式控制大小，受到芯片位数的影响，幅度和相位的实际值和设定值就产生了量化误差[5]。有源相控阵天线阵列的单元可以视作一个个矢量因子，阵列在空间中某点的电场强度可以视作各天线单元的波束矢量叠加和，而矢量因子的方向由移相器进行控制，这就是旋转电场矢量法对相控阵天线阵列的检测原理[6]。改进的旋转电场矢量法将检测角度放在子阵功率和上，这明显增加了检测误差，但对于大型有源相控阵天线阵列来说提升了检测效率[7]。在旋转电场矢量法基础之上，相位单元有源电场测量方法通过改变相位间隔检测出不同相位对应的功率和解算出天线单元电场分布，与理想电场对比得到补偿值[8]。功率测量法为优化开辟了途径，对移相器的量化误差理想化并建立移相器误差模型对阵列进行优化[9]。……