簡析長春空管4號雷達天饋系統

摘 要：長春空管4號系統由天線合裝的一部近程一次雷達和一部單脈沖二次雷達，管制中心自動化系統組成。文章簡單介紹了長春空管4號系統二次雷達天饋系統的功能、組成及作用。

關鍵詞：空管4號；二次雷達；天饋系統

1 天線系統原理

“差”△波束形成：按照天線對副瓣電平的計算，與∑波束時相同，只是左右兩半反相，因此利用環形電橋即可滿足左右兩半對稱和反相的要求，且功分網絡與∑波束時相同。對于中央部分，由于其幅度分布與∑波束時不同，必須分別用兩套功分網絡來實現所要求的∑、△波束幅相分布。這在方案中采用在差支路中的二個功分器C2、C3進行功率分配而實現的，差訊道經C2、C3分配后輸入3dB環形電橋H2和H3，由其兩輸出臂反相輸出，然后饋入功分器P3-P6。功分器C2、C3是不等功率分配器其分配比由差波束時中央部分的幅度分布要求而定，由于分配比較大，故由定向耦合器實現。

控制波束的形成：控制波束用來抑制訊問波束的旁瓣，要求有一近似全向的訊問輻射方向圖。因此？贅波束可以將訊號只饋入中間一列，而近似實現由發射機來的射頻信號直接饋至中心單元（0#），這時其余各單元雖有能量從定向耦合器C1耦合出來，但由于該定向耦合器的耦合度約為12dB，因此與中心單列的輻射功率相比小得多，而中心單元的輻射在方位面上近似為均勻輻射，從而形成控制波束。背瓣抑制：為抑制背瓣，在天線陣列背后中央另設一列單元。將發射機？贅訊號一分為二，一半進入前方？贅波束，另一半進入背瓣抑制波束，從而使？贅波束均勻性更好以便抑制背瓣。

雙通道切換和收發隔離：本雷達除天線和分配網絡外，發射機和接收機都有兩套相同的機器，這兩套機器通過切換開關K∑，K？贅，K△分別與主饋線的三個通道（∑，？贅，△）相連。一旦檢測到工作通路發生故障時開關將自動切換到備份機器以保證雷達不間斷工作。∑，？贅訊道分別與環行器G1、G2相連以實現收、發隔離。△訊道及從環行器輸出的∑，？贅訊道再分別經濾波器F△、F？贅、F∑進入接收機，以進一步抑制發射能量，加強收發隔離。BITE訊號提供：由在及主訊道中的二只雙定向耦合器從傳輸通道中耦合出部分能量，經檢波后，送入監測分機。

同軸轉動交連中心通道為Δ通路，外或次外通道為Σ或Ω通道。內通道的外導體同時又是相鄰外通道之內導體，所有的內外導體結構上在適當地方斷開，四分之一波長的扼流槽使RF短路，從而做到無接觸轉動和良好的電連接。（如圖1所示）

2 天饋線功能

（1）實現訊問和波束（∑）與控制波束（Ω）、差波束（Δ）接收及發射時所要求的各單元的幅度和相位分布。

（2）天線發射時產生和（∑）波瓣與控制（Ω）波瓣。

天線接收時產生和（∑）波瓣、差（Δ）波瓣及控制（Ω）波瓣。

（3）實現收，發隔離。

（4）雙通道的互相切換。

提供BITE訊號。

3 天饋線組成

天線為垂直大口徑陣列天線（LVA），天線口徑尺寸（7.8m×1.7 m×0.7m）。天線陣面的正面共35條封裝列饋垂直排列而成。每條封裝列饋里有11個半波振子單元及微帶行饋網絡組成，天線陣面的背面還有一條垂直安裝的封裝列饋，封裝列饋的內容完全與陣面正面封裝列饋相同，每條封裝列饋長1.6m。每列有一輸入端口，該端口內連行饋網絡，外連列饋網絡。列饋排列一行分成三個部分：左半部分（13列，5'-17'），右半部分（13列，5-17）和中央部分（9列，1'-4'，0，1-4），左右兩半完全對稱。列饋網絡最后形成3路訊道：Σ、Δ、Ω。

訊問機柜頂部的切換開關組件由3個獨立的雙刀雙擲射頻開關組成，他們分別連接經過轉動交連的3路信號，以實現A，B兩詢問和信息處理通道的連接。

詢問機柜內的饋線網絡組件由2個環行器、3個1090MHz濾波器和2個雙向定向耦合器組成，構成Σ、Δ、Ω的（接）收、發（射）天（線）連接。

在獨立二次雷達中，天線座內一個3路同軸轉動交連，為Σ、Δ、Ω提供穿行天線座的射頻通道。

4 天饋線特點

天線為幅度比較單脈沖陣列天線。天線口徑場分布在方位面泰勞修正，在俯仰面余割平方修正，因而詢問波瓣為方位窄波束、高增益、低付瓣，俯仰底部銳截止、高仰角覆蓋。天線為高強鋁材結構重量輕，敞開式陣列風阻小，陣面反射網波導式能量截止，能量漏過小，背板電平低。天線饋電系統由主饋線、行饋網絡和列饋網絡組成，行饋網絡與列饋間的連接電纜均采用插拔式接頭連接，接插方便，電連接可靠。有Σ、Δ、Ω，3個訊道和測量波瓣，實現詢問、旁瓣抑制和單脈沖接收，目標定位精確。在Σ、Ω主訊道中有雙定向耦合器從傳輸通道中耦合出部分能量，經檢波后，送入BIT分機，對天饋線進行在線故障監測。環行器及接收支路濾波器既保障了收、發各自通路的低插損饋電，又保障了收發通路間的良好隔離。

同軸轉動交連中，內路的外導體即外路的內導體，而且導體都斷開做到電連續但機械無接觸，精巧耐用性能好。

作者簡介：馬純清（1974-），女，吉林省長春市人，工作單位：民航吉林空管分局，職務：工程師，研究方向：通信。