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相控阵雷达接收技术 国防工业出版出版社 郭崇贤著

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张光义院士主编 相控阵雷达技术方面的权威著作， 网上一般都是超星版，且内容不全。 这个是文档齐全，且扫描相对比较清晰的PDF版， 欢迎交流下载

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§5.2 相控阵扫描原理 我们知道，如果口径天线的口径上的场相位呈线性率变化时，其波束指向 将会发生偏移。相控阵天线就是根据这个原理，用电子控制的方法改变阵列天 线中各单元的激励相位，使其为均匀递变(即线性率变化)使波束指向不断地发生 偏移而实现扫描的。 阵列天线的波束扫描可根据需要分为一维扫描阵列和二维扫描阵列。 ■ 一维扫描阵列：只在一个方向上(方位或俯仰)进行波束扫描的阵列； ■ 二维扫描阵列：可同时在方位和俯仰两个方向进行波束扫描的阵列。 5.2.1 一维相控扫描阵列 如图 5-1 表示一个等间距为 d 的 N 元阵列，阵列的每个单元与一个移相器 相连接，各单元移相器所引入的相位依次为0, ,2 ,3 , , ( 1)Nα α α α− 。利用这些移 相器改变α 值的大小，就可分别控制各单元的相位，以达到控制波束扫描的目 的。 图 5-1 一维相控扫描天线阵示意图 当然，一维相控扫描也可用平面阵来实现，此时图中的一个单元就表示一 排单元。因此，平面阵的一维相扫可简化为用一个直线阵列来分析。如上图所 示的直线阵，其远区辐射场为 1 0 ( , ) ( , ) ( ) jkr jkrN jnu n n e e E C f I e C f S r r θ ϕ − −− = = =∑ θ ϕ θ e (5.1) 式中， (5.2) 1 0 ( ) N jnu n n S Iθ − = = ∑ sin (sin sin )mu kd kdθ α θ= + = − θ sin /m kdθ α= − (5.3) 202

基于实现超声成像的目的，采用了模块化的设计以及高集成度的芯片AD9273和HV7350，完成了64通道超声相控阵检测系统的硬件设计；利用Artix-7中的SelectIO资源，在FPGA内实现了300M，DDR，串行LVDS的AD9273采样输出的串并转换；利用FPGA的逻辑资源实现了数字正交包络检波算法，完成了接收波束成形，提高了系统的检测分辨率；利用USB2.0接口完成系统的配置和数据传输，实现了每秒50帧的成像速率，保证了系统成像的实时性。

利用MATLAB实现了一维以及二维相控阵波束形成，二维时间复杂度降到了O(N^2)。资源包括多种优化方式，适合作为科研小项目参考。