相控阵雷达的扫描与变化的快慢和哪些因素有关?

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大家都有一个认识,相控阵雷达的一大先天优势是天线波束的快速扫描与形状捷变。那么,这个扫描与变化的快慢和哪些因素有关呢?
 
对于采用移相器的相控阵天线,天线波束指向的快速变换能力,在硬件上取决于开关器件及其控制信号的计算、传输和转换时间。也就是说,采用不同类型的移相器,会对天线波束转换时间产生很大的影响。
 
铁氧体移相器
 
铁氧体移相器的基本原理是利用外加直流磁场改变波导内铁氧体的导磁系数,从而改变电磁波的相速,得到不同的相移量。
铁氧体移相器的主要优点是承受功率较高,插入损耗较小,带宽较宽。其缺点是所需激励功率比PIN管移相器大,开关时间在微秒(us)量级。
 
微电子机械系统
 
微电子机械系统是采用集成电路批量生产工艺在半导体材料上制作的微型器件与器件阵列,其在相控阵天线中的应用有多种,其中之一是用于实现移相器的相移功能和实现宽带相控阵雷达要求的实时延迟线或时间延迟单元。
其在功耗上具有明显优势,在插入损耗、常宽性能,隔离度等方面也具有优点,但是其开关时间为微秒(us)量级。
 
半导体PIN二极管
 
PIN二极管开关从“开”到“关”或者相反动作的起始状态达到稳定状态的时间称为开关时间。以半导体PIN二极管作为开关器件的数字式移相器相位转换时间可以达到纳秒(ns)量级。
 
GaAs FET
 
GaAs FET开关是数控移相器的主要构成元素,它作为一个三端器件, 可以通过对栅偏置电压的控制来改变源漏间电阻,从而实现开关动作, 转换时间也在纳秒(ns)量级。
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