非周期陣列形式研究
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3.2.3 旋轉(zhuǎn)超級(jí)子陣形成非周期陣列（類似于GBR-P）
子陣級(jí)非周期陣列的一種形式是將整個(gè)陣面劃分為幾個(gè)超級(jí)子陣，對(duì)各個(gè)超級(jí)子陣進(jìn)行不同程度的旋轉(zhuǎn)，而每個(gè)超級(jí)子陣仍是周期性的。旋轉(zhuǎn)超級(jí)子陣之所以能降低天線陣的柵瓣電平，其原因在于各個(gè)超級(jí)子陣的柵格取向各有不同，從而使各個(gè)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(gè)較為成功的例子是美國(guó)地基雷達(dá)初樣型GBR-P，根據(jù)文獻(xiàn)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(gè)波長(zhǎng)），單元數(shù)目為16896個(gè)，單個(gè)組件輸出功率（峰值）為10W[6]。本文對(duì)其陣面排布和波瓣性能進(jìn)行了深入分析與研究，對(duì)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(shí)方位面波瓣圖
圖13 掃描5度時(shí)方位面波瓣圖
圖14 掃描12.5度時(shí)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(jià)值。但對(duì)于非周期陣存在一個(gè)問(wèn)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(jìn)行同時(shí)優(yōu)化以獲得更好的波瓣性能。
評(píng)論