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大型相控阵雷达天线阵面结构精度分析及控制

苏力争;李智;刘继鹏;白云飞;徐向阳

【摘要】天线阵面结构精度是雷达结构设计中需要控制的关键指标之一.文中首先

分析了结构精度对阵列天线极化特性的影响,通过理论公式可以推导出合理的精度

指标要求,随后以某大型天线阵面为研究对象,分析了影响阵面结构精度的各个因素,

并对各因素进行了误差分配以及控制方案制定.在天线装配中将摄影测量法应用于

天线平面度的检测,基于测量结果的调整后平面度可控制在0.4mm内,其安装精度

满足平面度指标要求.该方法为同类天线阵面平面度分析及控制提供了有益的参考

和借鉴.

【期刊名称】《火控雷达技术》

【年(卷),期】2017(046)002

【总页数】5页(P75-79)

【关键词】天线阵面;平面度;平面度测量

【作者】苏力争;李智;刘继鹏;白云飞;徐向阳

【作者单位】西安电子工程研究所西安710100;西安电子工程研究所西安

710100;西安电子工程研究所西安710100;西安电子工程研究所西安710100;西

安电子工程研究所西安710100

【正文语种】中文

【中图分类】TN957

Abstract:Structureprecisionofantennaarrayisoneofkeyindexesneeded

tobecontrolledinradarstructuredesign．Firstly,effectofstructure

precisiononpolarizationcharacteristicsofarrayantennaisanalyzed;a

rationalprecisionindexrequirementisdeducedbytheoreticalformula.

Then,takingalargeantennaarrayfaceasaresearchobject,factors

affectingarraystructureprecisionareanalyzed.Theerrordistributionand

controlschemeareestablishedforeachfactor.Inantennaassembly,a

photogrammetricmethodisappliedtoantennaflatnessmeasurement.The

adjustedflatnesscanbecontrolledwithin0.4mmbasedonthe

measurementresult.Theinstallationprecisionmeetstheflatnessindex

requirement.Thismethodprovidesusefulreferenceforanalysisand

controlofsimilarantennaarrayflatness.

Keywords：antennaarray;flatness;flatnessmeasurement

随着有源相控阵雷达的发展，尤其对于大口径、高频段的有源相控阵雷达天线，阵

面结构安装精度要求越来越高，往往为亚毫米级[1～2]。影响天线阵面结构精度的

因素分为随机误差和系统误差，随机误差包括阵面的加工制造误差、单元的安装误

差；系统误差包括天线自重、风载荷作用下所引起的阵面变形等，上述误差都会使

得阵面平面度和极化方向改变，造成增益下降、副瓣升高以及指向精度变差等问题，

严重时更会影响天线的波瓣指向[3～4]，因此，如何正确分析与控制天线平面度的

误差已经成为相控阵雷达低副瓣天线结构设计的关键技术之一。

某大型展开天线阵面口径较大，要保证天线阵面的整体安装精度成为结构设计的难

点。文中首先分析了平面度精度对阵列天线极化特性的影响，并对天线阵面平面度

指标进行了合理分配，随后确定了合理的天线阵面平面度精度控制方案，通过对风

载作用下天线阵面形变进行仿真分析与优化，以及在装配中利用摄影测量法进行平

面度检测与精度调整，确保了天线阵面装配后的平面度结果完全满足设计指标要求。

相控阵天线单元通道的幅、相误差影响天线的主要性能，特别是天线副瓣电平、天

线增益与波束指向。假设天线阵面无结构误差，则天线阵面方向图为理