毫米波综合孔径无源成像探测系统阵列设计一般受到系统复杂度、平台、受限布阵区域及共形等众多约束条件的限制,因此如何根据约束条件开展阵列设计是实际应用中需要解决的第一个技术问题。针对该技术问题,对常见阵列的阵列布阵特点、空频域采样特征以及阵列性能等方面进行了详细分析与比较。分析表明,在同等受限布阵空间以及天线数目近似相等的约束条件下,圆阵以及Y/交错Y形阵的整体性能较优,研究结果可为毫米波综合孔径无源探测系统的理论研究和系统设计提供指导。 波束宽度、增益等。本文主要探讨同等受限布阵空间条件下，相等或近似相等天线数目下的阵列排列，并对其空频域采样特征及阵列性能进行分析比较，从而为第一步阵列设计提供依据。2阵列形式及空频域采样特征目标探测领域一般要求对二维空域实时成像，因此为了满足探测实时性要求，毫米波综合孔径无源探测系统多采用二维阵列，一般有Y形阵、交错Y形阵、T形阵、U形阵、圆阵、十字阵、随机阵以及小卫星群组成的特殊阵列等。以每臂4个天线为例，其各阵列天线排列如图1所示。实际应用中，在机载及弹载平台，毫米波综合孔径无源探测系统一般不是单独使用，本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name而是与其它主被动成像系统及测向系统联合使用，因此各主被动系统的天线需联合优化布阵。这些阵列中，圆阵仅占据外围边界，具有共形特点，留给其它主被动系统天线口径的空间最大，接近满圆;U形阵留给其它系统天线口径的连续空间次之;T形阵留给其它系统天线口径的最大连续空间约为半圆;Y形阵约为1/3圆。实际应用中可以利用毫米波综合孔径阵列的特点与实际工程需要选择合适的阵列。(a)Y形阵(b)交错Y形阵(c)T形阵(d)U形阵(e)圆阵(f)随机阵图1各阵列空频域采样分布上述各天线阵列产生的空频域采样分布如图2所示。空频域采样分布可以通过分布是否规则、阵列冗余度、采样面积、最小采样间隔等参数进行描第34卷第2期张晓芸，等:综合孔径无源成像探测系统阵列特性分析75T重建亮温分布，反演过程简单。系统阵列特性分析-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机阵列冗余度体现系统对阵列的最大化利用程度，一般用阵列可获取的空间采样总数目与有效非冗余采样的比值进行刻画，即r=Mall/Mnon。阵列冗余度值越小，系统对阵列的利用率越高。对于图1中的各阵列，其阵列冗余度如表1所示。可见，圆阵及随机阵对阵列的利用率最高，Y形阵及交错Y形阵次之，T形阵和U形阵利用率最低。(a)Y形阵(b)交错Y形阵(c)T形阵(d)U形阵(e)圆阵(f)随机阵图225单元阵各类型阵列的归一化阵列因子分辨率体现阵列对观测场景的分辨能力，考虑到不同阵列对应的UV采样平面的形状不同，采用UV采样平面覆盖的面积比最大基线更能准确描述其分辨能力，面积越大，可定性说明分辨率越高。从图2可知，圆阵和随机阵的采样面积最大，分辨率最高;Y形阵及交错Y形阵次之;T形阵和U形阵采样面积最小，分辨率最低。表1各阵列的冗余度阵列天线数目MallMnonrY形阵131561201．3交错Y12132961．38T形阵13156801．95U形阵13156801．95圆阵131561561随机阵131561561最小采样间隔(又称最小基线)决定了系统瞬时成像视场，即阵列能观测的空间范围，根据采样平面可知，由于圆阵和随机阵是非规则采样，因此其视场最宽，为全视场，Y形阵及交错Y形阵次之，T形阵及U形阵视场最窄。3阵列因子分析阵列因子是毫米波综合孔径无源成像中体现阵列性能的一个重要函数，可以从阵列因子中定量提取3dB波束宽度以及主副瓣比等关键参数。其中3dB波束宽度可以量化系统的空间分辨率，主系统阵列特性分析-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name