一种Ku波段宽带T型相控阵天线的设计

周云林

（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068）

0 引言

相控阵天线采用电子方法实现天线波束指向，具有波束快速扫描、波束形状快速变化及空间功率合成能力，能在指定的空域内同时搜索和跟踪多个目标，越来越广泛地应用于各种雷达系统中[1]，在近几十年得到迅速发展。

不过常规相控阵天线包含大量的馈电网络、成千上万的电控移相单元或T/R 组件、复杂的波束控制和电源子系统等设备，使得相控阵天线系统构成复杂、成本高昂[2]。通常一部二维扫描的相控阵雷达约70%～80%的成本集中在天线系统，考虑到费效比，使得相控面阵雷达在战术上的广泛使用受到了极大的限制[3]。降低相控阵天线成本的一个有效方法是尽量减少移相单元或T/R 组件的数量。

在保证天线增益和扫描范围满足技术指标要求的情况下，天线单元数最少是相控阵天线优化设计的目标之一[4]。针对上述问题，本文通过对组阵思路的改进，在相控阵雷达机械扫描和电扫描相结合工作模式下，设计了一种有限扫描的Ku 频段的宽带T 型相控阵天线，正交的两个96元线阵组合为一个相控阵天线，线阵在小角度范围内实现相位扫描。在满足扫描精度的同时，显著减少了天线单元和移相器数量。该阵列在34%的带宽内，具有方位/俯仰相扫±7.5°的扫描能力。在两个线阵合成工作模式下，信号相干合成，可以明显增加雷达的作用距离。通过理论分析与实测结果验证，该T 型相控阵天线具备可实现性，具有很高的工程应用价值。……