信號處理天線

信號處理天線是運用信號處理技術的一種陣列天線。採用不同的信號處理技術，可以得到多種形式的信號處理天線。

信號處理天線

正文

運用信號處理技術的一種陣列天線。它根據特定用途，以犧牲天線其他性能為代價而突出所需的某一性能。採用不同的信號處理技術，可以得到多種形式的信號處理天線。但在原理上大致可以分為合成陣列和乘積陣列兩大類。
合成陣列　主要用在合成孔徑雷達上。這種雷達裝在飛行器上,可以用於地形測繪。圖1為雷達處於正側視狀態，即天線波束指向與飛行器航向垂直。圖中A為地面的一個目標，當飛行器沿y軸以速度v飛行時，天線波束將歷經目標A，雷達發射的脈衝序列順序地照射A，被A反射的回波由天線接收。這些接收到的脈衝序列，經處理器處理後同相相加，等效成一個合成陣列。合成陣列的長度一般取實際天線的半功率角β的照射寬度L，而當天線的孔徑長度為l時，半功率角近似等於λ/l，於是

式中λ為雷達工作波長；R為目標至雷達天線孔徑中心的距離。這個L一般也是常規天線的分辨力δ的量度。對於雷達，有效方向圖應為收、發方向圖相乘，故其分辨力為單程的一半。在合成孔徑雷達中,天線的分辨力δ由都卜勒頻偏決定

因而合成陣列的分辨力與距離和波長無關。實際天線所採用的孔徑越小，所能獲得的分辨力也就越高。這些都是合成陣列比常規天線優越之處。當然，採用小的實際天線會相應地損失增益。

信號處理天線

乘積陣列　密爾斯正交陣（圖2a）是乘積陣列的典型例子。它由兩個正交放置的陣列組成，每個陣列所產生的方向圖垂直於該陣列的軸線，分別為F1和F2（圖2b）。所採用的信號處理方法，是使這兩個陣列的輸出通過一個開關，按一定的重複頻率交叉地同相（或反相）相加，然後經過平方律檢波，再輸出到調諧在該重複頻率的濾波器上，濾波器的輸出即為合成信號。它是一個交變信號，它的振幅Am為

Am＝K【(F1+F2)2-(F1-F2)2】＝4KF1F2

式中K為檢波器的增益。振幅回響Am(即合成方向圖)是F1與F2的乘積。原來F1與F2都是一維的,相乘後而成為兩維的，從而提高天線的分辨力，它的效果相當於圖2c的一個方陣。密爾斯正交陣比常規的方陣節省陣元，簡化饋電系統。但密爾斯正交陣的缺點是損失增益，其次它不宜在多目標情況下使用，否則會引起目標間的相互干擾。這些缺點限制了它的套用，它主要用在射電天文中對孤立點目標的觀察。

信號處理天線

由以上原理派生的信號處理天線還有多種。邏輯開關天線是將一個陣列天線的輸出與另一個控制天線的輸出相比較，以前者輸出是否小於後者作為取捨前者輸出的依據。這種天線可以獲得前後沿陡峭的賦形波束。信號處理技術還可用來控制陣列長度或陣列的電流分布，使天線滿足特定的要求。大多數信號處理天線為實現高分辨力、強指向性、低旁瓣或多波束等特殊要求，往往以犧牲增益和系統的信噪比等性能為代價。

配圖

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