电子扫描阵列天线（ESA） 留言

在现如今的技术条件下，电子扫描阵列(ESA)已经在机载雷达应用中占据了统治地位。

电子扫描阵列与传统机械扫描阵列的主要不同点在于它通过对单个阵元辐射的无线电波的相位进行独立控制来实现对波束的控制。

数字处理器，通常称为波束扫描控制器(BSC)，将期望的波束指向(通常是相对于天线面的法向的角度)转换成对独立辐射单元的相位指令，相移计算方法如下图。

在搜索状态下，波束从一个位置到下一个位置以小步长步进的形式扫描，如下图所示，在每个位置驻留一段时间，即目标驻留时间。波束移动的步长通常是3dB波束宽度的一半，可以根据波形损失和帧扫描时间进行权衡优化。

被动式（无源）电子扫描阵列

虽然相对于机械式扫描阵列，被动式扫描阵列要复杂的多，但是却比主动式扫描阵列简单多了。

具有与机械扫描阵列相同的通过收发开关连接的集中式发射机和接收机。每个辐射单元的后面连接一个移相器，如果是一维扫描阵列则每一列辐射阵元连接一个移相器，通过控制移相量就可以控制波束指向。

主动式（有源）电子扫描阵列

主动式电子扫描阵列比被动式电子扫描阵列的复杂程度高了一个量级。阵列的每个单元都包含了发射功率放大和接收前端的功能。

主动式电子扫描阵列的辐射单元后面直接连接一个专用的微型发射/接收(T/R)组件，而不是移相器。收发组件(T/R)包含多级大功率功放(HPA)，双工器(环形器)，防止发射脉冲通过双工器泄露到接收通道的保护电路，放大接收信号的低噪声放大器(LNA)。

输入输出的射频信号都会通过一个可变增益的放大器和一个可变增益的移相器，发射和接收是分时使用的。这些器件和附属的开关的状态由逻辑电路依照波束控制计算机发送的指令进行控制。

为了降低收发模块的成本，并减小它们的尺寸以安装在密集排列的辐射单元后面，这些模块通常是由集成电路设计的小型化器件。

当前的趋势是将几个辐射单元连接的收发模块集成为一个芯片组，而不是每一个辐射单元对应一个收发模块。这些较大的收发组件可以给两个或更多的辐射单元提供激励。

被动式和主动式电子扫描阵列有三个主要的优势：1，降低飞机的雷达散射截面积；2，使波束控制更加灵活；3，可靠性更高。

 

原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）