试论雷达天线电磁兼容技术

高文斌，李晓华，焦磊

摘要：随着电子技术的不断发展，在自然环境中的电磁种类以及电磁能量在不断增加，在此条件下，如何保证雷达天线系统免受电磁干扰，保持正常稳定的工作。对此，本文在对雷达天线的原理以及主要技术参数进行介绍的基础上，分析了雷达天线的电磁兼容技术结构设计的方法与内容以及电磁兼容技术在雷达天线中的应用，通过全文分析，可为提高雷达天线的电磁兼容性设计提供参考，具有一定的工程价值

关键词:电碰兼容；雷达天线；电子技术；结构设计

Discussion on electromagnetic compatibility technology of radar antenna

Abstract: with the continuous development of electronic technology, electromagnetic types and electromagnetic energy in the natural environment are increasing. Under this condition, how to ensure the radar antenna system from electromagnetic interference and maintain normal and stable work. Based on the introduction of the principle and main technical parameters of radar antenna, this paper analyzes the method and content of electromagnetic compatibility technology structure design of radar antenna and the application of electromagnetic compatibility technology in radar antenna. Through the full text analysis, it can provide reference for improving the electromagnetic compatibility design of radar antenna, and has certain engineering value

Key words: Electric collision compatibility; radar antenna; electronic technology; structural design

0 引言

伴随着科学技术的发达与电子信息技术的不断进步，我国在电子设备的种类以及数量上在不断地增加，导致在自然环境中的电磁种类以及电磁能量在不断的增加。在此环境条件下，想要保证雷达天线系统向内部的电磁设备的正常未定工作，必须要充分利用好电磁兼有技术来解决雷达天线系统内部的电磁兼容问题，从而保证雷达天线的正常稳定的工作，确保雷达数据的准确性。

1 雷达天线

1.1 雷达天线基本原理

随着技术的发展，雷达探测技术水平在不断的提高，同时雷达天线的种类也在不断的增多，雷达天线从结构形式上进行分类，主要分为两种反射面天线和阵列天线。按波束扫描方式，分为机械扫描天线、电扫描天线和机电扫描结合天线。雷达天线是在自由空间上的电磁波以及传输线上的信号转换器，发射天线将探地雷达发出来的信号转化为空间上的电磁波，接收天线则是将空间上反射回的电磁波转化为传输的线信号。

1.2 雷达天线的主要技术参数

雷达天线在设计过程中，其设计的目的是为了保证更好的接收和发送数据，因此，在天线的设计中，存在多个性能指标以及技术参数，主要包含了波瓣宽度、有效面积、增益、副瓣电平等

（1）波瓣宽度：

所谓雷达天线的波瓣宽度指的是在雷达天线的方向图中，主波瓣电磁场的半功率点之间的宽度，通常，在雷达波长一定的条件下，设计的雷达天线孔径尺寸越大，该参数的宽度越窄，在孔径大小一定的前提下，雷达的臂长越短，其对应的宽度越窄。同时该参数的宽度主要影响到雷达系统测量角度的准确性，一般来讲，越窄的瓣宽度其测量的角度的精度会越高。

（2）有效面积

有效面积表示雷达天线接收机载信号功率的能力，该能力是雷达天线接收的信号功率与来自最大辐射方向的信号功率密度之比。普通雷达天线的有效面积是天线实际几何面积的50％-90％。

（3）增益表示

雷达天线的增益主要是表达了雷达天线接收波束的能力，其在定义上表示的是最大方向上的辐射功率与聚云辐射统一方向上的功率比值，从数值上来讲，当雷达天线辐射出的波长一定的条件下，天线的孔径面积越大，其增益值便越高。同时，在天线孔径面积固定不变的情况下，雷达天线在工作时，其辐射出波长越短，所获得的增益越高。

（4）旁瓣电平

旁瓣电平是旁瓣的最大电磁场强度与主瓣的最大电磁场强度之比。根据雷达的抗干扰性能要求，旁瓣电平越低越好。

2 雷达天线电磁兼容技术结构设计的方法与内容

雷达天线电磁兼容技术在设计过程中，其设计的目的是为了切断外界电磁干扰，目前最为常用的技术为屏蔽、滤波与接地三种，下面逐一进行介绍

2.1 屏蔽

雷达天线电磁兼容技术中的屏蔽技术，主要是指利用到点材料制作成为屏蔽体，将需要保护的部分用屏蔽体封闭起来，从而形成有效的电磁隔离，达到减少电磁能量传播的目的。屏蔽技术是减少电磁干扰最为有效的结构措施。

2.2 滤波

在电路系统中，干扰信号往往是通过电源线，控制线以及信号线等线路进入，从而对整个设备产生干扰，采取有效的滤波措施可有效的减少干扰，因此在雷达天线的设计过程中，加入滤波环节，可以有效的减少电磁干扰。

2.3接地

接地设计从设计的分类上来讲，属于线路设计的范畴，其是纺织电磁干扰，增加雷达天线设备电磁兼容设计的最重要途径，并且接地设计也是最为经济有效的设计方式，接地设计的好坏不仅会减少设备免受外界的干扰，同时可以保证设备不对外界产生干扰。

3 电磁兼容性设计在雷达天线系统设计中的应用

在雷达天线系统的正常工作过程中，外界环境将对雷达天线的信息接收产生干扰，最终结果将导致雷达系统接收到干扰的信号和频率，从而影响到探测结果的准确性。其主要体现在，如果外界的干扰频率较大，将导致天线接收信号通道频率的降低，甚至可能造成接收信号的天线永久的实效；如果能量处于饱和的状态，将导致雷达接收天线处于忙置状态，整个雷达子系统同将不能够正常稳定的工作；如果干扰信号的能量较低，但仍在雷达天线的建设范围之内，将会导致接收到的信号噪声较大，从而影像雷达系统的监测结果。在这些情况下，为避免雷达天线受辐射干扰，需要对雷达天线进行如下设计

（1）调整雷达天线的布局，首先做到减少自身天线之间的干扰，在此基础上，应增加其余周围其他信号天线的物理距离，从而有效的形成物理隔离带，减少相互之间的电磁干扰；

（2）为进一步减少电磁干扰，在雷达天线的电磁收发模块上引入综合射频技术，实现减少对外电磁干扰，组着电磁干扰的途径。

（3）滤波抑制，在雷达天线中，引入滤波设计，可以有效的控制干扰的扩大，同时不同种类的滤波器可以对不同频率的波进行过滤，采用的滤波器形式主要有如下两种，其一为在同频率的接收端加入双工器，双工器的使用可以有效的提升雷达天线的接收通道的抗干扰能力。其二为在雷达天线的发射模块上加入滤波器，可以有效地抑制二次谐波。

4 小结

雷达天线系统在工作过程中，往往会收到外界电磁干扰，为了保证雷达天线系统免受电磁干扰，保持正常稳定的工作。本文在对雷达天线的原理以及主要技术参数进行介绍的基础上，分析了雷达天线的电磁兼容技术结构设计的方法与内容以及电磁兼容技术在雷达天线中的应用，通过全文分析，可为提高雷达天线的电磁兼容性设计提供参考，具有一定的工程价值。

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