雷达天线电磁兼容技术探讨
​张怀国
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​张怀国,. 雷达天线电磁兼容技术探讨[J]. 天线研究,2025.3. DOI:10.12721/ccn.2025.157355.
摘要:
随着社会的不断发展,科学技术水平的不断进步,电子技术的出现有效地增加了自然环境当中的电磁种类以及电磁容量。而在电磁能量非常强的环境之下,如果使用雷达装备将会受到影响,尤其是雷达天线系统,很容易受到电磁的干扰,使其运行状态发生变化,无法有效的进行工作。为了解决这一问题,雷达天线电磁兼容技术应运而生。因此,本篇文章将主要针对雷达天线的原理,以及技术参数进行分析,讨论如何利用雷达天线电磁兼容技术解决雷达天线收到电磁干扰的问题,希望可以提升雷达天线电磁兼容性设计的水平,发挥应有的抗干扰价值,希望能够给相关从业者提供参考与借鉴。
关键词: 电碰兼容雷达天线电子技术结构设计
DOI:10.12721/ccn.2025.157355
基金资助:

0 引言

当前时代下,越来越多的先进科学技术应运而生,电子信息技术取得了高速的发展,各种电子设备的出现有效地改善了人们的生活方式,提高了人们的生活品质,有效促进了社会的发展。但同时电磁种类以及电磁容量在自然界当中也有明显的增加,这对于雷达天线装置的稳定运行产生了干扰与影响。所以,在这样电磁容量非常充足的自然环境之下,要想确保雷达天线系统可以安全稳定的运行,通过天线获取稳定的信号至内部电磁设备当中,我们就必须要采取有效的措施加以解决。当前主要使用的是电磁兼容技术,它能够有效解决雷达天线系统内部的电磁兼容问题,确保雷达天线可以稳定运行,提升雷达获取信号的水平,确保雷达数据的准确性。

1 雷达天线分析

1.1 雷达天线基本原理

在现代社会中各种先进的技术不断出现,应用在各个领域中都取得了显著的成就。其中雷达装备的出现可以作为获取信息的主要来源,并且随着技术的不断发展,雷达探测技术的水平在不断地提升。当前使用的雷达天线种类越来越多,如果对雷达天线的结构形式进行分析,可以将其分成两种类型,分别为两种反射面天线和阵列天线。但是,如果按照波数扫描的方式可以将雷达天线分成机械扫描天线、电扫描天线和机电扫描结合天线。雷达天线可以当作一种信号转换器,是在自由空间中使用的,主要是接收电磁波以及传输线上的信号。具体的工作原理是,探底雷达发射出信号,接收雷达的天线接收到信号之后,将其转化成自由空间上的电磁波,并将空间上反射回来的电磁波转化成传输信号。

1.2 雷达天线的主要技术参数

雷达天线的主要作用就是接收信号,为了确保接收信号数据的准确性,我们对其进行设计时就应当着重研究如何提升接收与发生数据的准确性。在对雷达天线进行设计时,其性能指标和技术参数会以多种形式存在,包括波瓣宽度、有效面积、增益、副瓣电平等。

(1)波瓣宽度:

在雷达天线中的波瓣宽度,主要是在雷达天线的方向图中。它是指雷达天线方向图中主波段电磁场半功率点之间的宽度。通常情况下,如果雷达的波长确定,那么设计雷达天线的孔径越大,参数的宽度就越窄。在一定孔径大小的前提下,雷达臂的长度越短,相应的宽度就越窄。所以宽度对于雷达系统测量角度的准确性会产生影响。一般来说,叶宽越窄,测量角度的准确性就越高。

(2)有效面积

通常情况下,我们在表达雷达天线接收机信号功率时会通过有效面积来表达。这主要是按照信号功率和最大辐射方向的信号功率密度的比例来确定。在实际分析之后,可以发现一般的雷达天线有效面积是天线实际几何面积的一半,甚至更多。

(3)增益表示

雷达天线的接收波数的能力,主要是通过雷达天线的增益来表达的。定义指的是最大的方向上的辐射功率与聚云辐射统一方向上的功率比值。如果从数值上分析,辐射出的波长如果确定的话那么天线的孔径面积越大,其增益值便越高。同时,在天线孔径面积固定不变的情况下,雷达天线在工作时,其辐射出波长越短,所获得的增益越高。

(4)旁瓣电平

旁瓣电平是旁瓣的最大电磁场强度与主瓣的最大电磁场强度之比。根据雷达的抗干扰性能要求,旁瓣电平越低越好。

2 雷达天线电磁兼容技术结构设计的方法与内容

雷达天线电磁兼容技术在设计过程中,其设计的目的是为了切断外界电磁干扰,目前最为常用的技术为屏蔽、滤波与接地三种,下面逐一进行介绍。

2.1 屏蔽

雷达天线电磁兼容技术中的屏蔽技术,主要是指利用到点材料制作成为屏蔽体,将需要保护的部分用屏蔽体封闭起来,从而形成有效的电磁隔离,达到减少电磁能量传播的目的。屏蔽技术是减少电磁干扰最为有效的结构措施。

2.2 滤波

在电路系统中,干扰信号往往是通过电源线,控制线以及信号线等线路进入,从而对整个设备产生干扰,采取有效的滤波措施可有效的减少干扰,因此在雷达天线的设计过程中,加入滤波环节,可以有效的减少电磁干扰。

2.3 接地

接地设计从设计的分类上来讲,属于线路设计的范畴,其是纺织电磁干扰,增加雷达天线设备电磁兼容设计的最重要途径,并且接地设计也是最为经济有效的设计方式,接地设计的好坏不仅会减少设备免受外界的干扰,同时可以保证设备不对外界产生干扰。

3 电磁兼容性设计在雷达天线系统设计中的应用

在雷达天线系统的正常工作过程中,外界环境将对雷达天线的信息接收产生干扰,最终结果将导致雷达系统接收到干扰的信号和频率,从而影响到探测结果的准确性。其主要体现在,如果外界的干扰频率较大,将导致天线接收信号通道频率的降低,甚至可能造成接收信号的天线永久的实效;如果能量处于饱和的状态,将导致雷达接收天线处于忙置状态,整个雷达子系统同将不能够正常稳定的工作;如果干扰信号的能量较低,但仍在雷达天线的建设范围之内,将会导致接收到的信号噪声较大,从而影像雷达系统的监测结果。

(1)调整雷达天线的布局,首先做到减少自身天线之间的干扰,在此基础上,应增加其余周围其他信号天线的物理距离,从而有效的形成物理隔离带,减少相互之间的电磁干扰。

(2)为进一步减少电磁干扰,在雷达天线的电磁收发模块上引入综合射频技术,实现减少对外电磁干扰,组着电磁干扰的途径。

(3)滤波抑制,在雷达天线中,引入滤波设计,可以有效的控制干扰的扩大,同时不同种类的滤波器可以对不同频率的波进行过滤,采用的滤波器形式主要有如下两种,其一为在同频率的接收端加入双工器,双工器的使用可以有效的提升雷达天线的接收通道的抗干扰能力。其二为在雷达天线的发射模块上加入滤波器,可以有效地抑制二次谐波。

4 小结

雷达天线的主要作用是接收信号,但是很容易受到外界电磁的干扰,所以为了有效解决这一问题,保证雷达天线能够良好工作。我们需要针对雷达天线的工作原理以及技术参数进行分析使用雷达天线电磁兼容技术解决这些问题。

参考文献

[1]王胜杰. 基于脉冲雷达的远程通信技术研究[D]. 南京信息工程大学, 2011.

[2] 方小星, 朱志宇, 张冰,等. 基于电磁兼容分析的舰载雷达优化部署方法[J]. 现代防御技术, 2016, 44(2):37-42.

[3] 黄松高, 温定娥, 吴楠,等. 雷达辐射近场和天线间耦合度计算方法分析与改进研究[C]// 2008年全国电磁兼容学术会议(EMC'08). 2008.

[4] 范家强, 唐杰. 提升现役地面雷达阵地电磁兼容性的措施[J]. 无线互联科技, 2020(5).

[5] 张哲, 贾磊. 高精度雷达天线自抗扰控制技术研究[J]. 中国战略新兴产业, 2020, 000(008):14.

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