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波束控制系统是有源相控阵T/R组件的关键部分,它的性能直接影响着相控阵雷达的性能,对其进行数字化和小型化一直是人们关注的问题。本文结合数字电路技术和微处理器技术,提出了一种数字化、小型化的有源相控阵波束控制系统设计方案。
波束控制系统可以实现空间波束扫描,主要由波束控制处理器、移相器、衰减器、功率放大器等组成。本文首先对单片处理器的处理能力进行了分析,综合成本和指标要求选择AVR处理器作为系统的波束控制处理器,并进行硬件的制作与软件的编程;然后,对数字移相器和数字衰减器的控制方法、响应时间等性能进行了研究,通过射频仿真软件分别对其电路进行了仿真分析,并制作了实物进行更具体的测试;最后结合波束控制处理器实现了对数字移相器和数字衰减器的控制,完成了T/R组件中的相位改变和幅度衰减功能。
另外,本文设计了小型微带天线阵列作为有源相控阵天线阵列,利用遗传算法对其相位和幅度进行优化,得出空间中任一角度的幅度和相位关系,然后通过射频软件模拟进行馈相和激励,实现了波束在空间的定向扫描。