CN1924608A - 雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抑制雷达天线电磁干扰的遮挡装置，属于电磁兼容领域。它包括基座和安设在基座上的锅状雷达天线及馈源，其特征在于在锅状雷达天线口径边缘的两侧对称设置片形金属遮挡板，金属遮挡板的板面与锅状雷达天线的口径面相互垂直，金属遮挡板由安设在基座上的非金属支撑架支撑。本发明将金属遮挡板设置在雷达天线的侧向，形成雷达天线旁瓣抑制装置，其有益效果在于：1.能有效遮挡雷达天线旁瓣的有害电磁辐射对其它设备的干扰，同时也可抑制其它雷达和电子设备的电磁辐射对雷达自身的干扰，从而提高雷达的工作性能。2.无需改动雷达天线的外形和内部电路，结构简单，制作成本低，使用性能灵活可靠，也便于安装和使用。

Description

雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置
技术领域
本发明涉及一种抑制雷达天线电磁干扰的遮挡装置，属于电磁兼容领域。由于雷达是收发装置，所以该遮挡装置既可用于遮挡雷达天线旁瓣的有害电磁辐射对其它设备的干扰，同时也可抑制其它雷达和电子设备的电磁辐射对雷达自身的干扰。
背景技术
雷达天线抗干扰技术始终是国内外的一个热门研究课题，出现了许多相关的控制技术，包括滤波器技术(谐波抑制滤波器、可调带通滤波器和带通滤波器等)，该技术需要较大的经济投入；匿影技术(包括扇形匿影、脉冲匿影器、旁瓣匿影等)，该技术需要在雷达***中加装必要的匿影电路或器件，并且在使用匿影时，可能失去有用的信号；鉴别器技术(包括脉冲重复频率鉴别器和脉冲宽度鉴别器)，该技术利用延迟线和重合电路来消除与受干扰雷达脉冲周期或脉宽不相同的干扰，但对脉冲周期或脉宽相差不大的干扰将会失去意义；此外还有旁瓣控制技术、脉冲同步(或统一触发)技术和脉冲整形技术等。这些技术虽然可以抑制一些电磁干扰，但各有局限，并且在技术和经费上都需较大的投入，同时还要预先知道雷达所处位置可能受到的干扰情况，而这些在雷达研制和设计过程中很难知道。因此，研制新型的雷达天线抗干扰技术是非常必要的，不仅有利于解决雷达天线之间的电磁干扰问题，使电子设备的功能得到充分发挥，而且还可用于其它微波***的干扰抑制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、使用性能灵活和制作成本低的雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，对雷达天线之间的电磁干扰进行抑制。
本发明为解决上述问题所提出的技术方案为：包括基座3和安设在基座上的锅状雷达天线1及馈源2，其特征在于在锅状雷达天线口径边缘的两侧对称设置片形金属遮挡板4，金属遮挡板的板面与锅状雷达天线的口径面相互垂直，金属遮挡板由安设在基座上的非金属支撑架5支撑。
按上述方案，所述的金属遮挡板4设计成上下对称的双叶片型或双扇型；金属遮挡板4的中心点距离雷达天线1口径边缘的最近距离R0为0.8-1.2m。
按上述方案，可在锅状雷达天线口径边缘的下侧安设片形金属遮挡板4。
根据惠更斯——菲涅耳原理，在均匀无限大介质中，场可以利用辐射体和观察点之间的无限平面的面积分公式来表示。辐射源和观察点A之间的该无限平面可以分成许多个菲涅尔带，在某些菲涅耳带的适当位置上放置金属遮挡板4，对来自辐射源的电磁波6进行遮挡，就可以对金属遮挡板后A点的电磁场进行抑制。但是，金属遮挡板的尺寸是波长λ和金属板位置R0的函数，因此不同形状的金属板放在不同的位置上，抑制电磁干扰的效果差异很大。根据理论计算和试验验证可以设计出最有效的金属遮挡板，并固定到最佳位置上。
本发明将金属遮挡板设置在雷达天线的侧向，形成雷达天线旁瓣抑制装置，其有益效果在于：
1.能有效遮挡雷达天线旁瓣的有害电磁辐射对其它设备的干扰，同时也可抑制其它雷达和电子设备的电磁辐射对雷达自身的干扰，从而提高雷达的工作性能。
2.无需改动雷达天线的外形和内部电路，结构简单，制作成本低，使用性能灵活可靠，也便于安装和使用。
附图说明
图1为本发明一个实施例的侧视结构图，也即图2的右视图。
图2为本发明一个实施例的正视结构图。
图3为本发明电磁波遮挡抑制原理图示。
图4为本发明双叶片型金属遮挡板实施例外形结构图。
图5为本发明双扇型金属遮挡板实施例外形结构图。
图6为本发明双叶片型金属遮挡板实施例试验方向图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
第一个实施例如图1、2、3、4、6所示，包括基座3和安设在基座上的锅状雷达天线1及馈源2，在锅状雷达天线口径边缘的两侧对称设置片形金属遮挡板4，金属遮挡板的板面与锅状雷达天线的口径面相互垂直，金属遮挡板4的中心点与锅状雷达天线1的口径边缘中点齐平，且距离雷达天线口径边缘的最近距离为R0＝1m。金属遮挡板由安设在基座上的非金属支撑架5支撑。金属遮挡板4和支撑架5可随着基座3与雷达1一起转动。金属遮挡板4形状根据惠更斯——菲涅耳原理计算设计，为上下两叶片对称的双叶片型，图4所示为双叶片型金属遮挡板的周界曲线图形，极轴ρ为角度的函数。A点的场强利用面积分公式表示为：
u = u 0 ∫ S e - i βR 1 R 1 ( R ^ 1 · z ^ ) dS
Figure A20061012453800052
其中 R 1 = R 0 2 + ρ 2 . 显然要使A点辐射场为零，则有：
满足上式的双叶片型金属遮挡板周界的极坐标极轴ρ可表示为(ρ是角度的函数)：
Figure A20061012453800056
在上式中ξ＝4R0λ/π，α0为常数。
取R0＝1m，λ＝6cm，α0＝ξ/4，在极坐标系下双叶片金属遮挡板的形状和尺寸如图4所示。在0°～90°双叶片金属遮挡板ρ值如下表：
  ρ(mm)   ρ(mm)   ρ(mm)   ρ(mm)   ρ(mm)
0° 19.1 1° 41.2 2° 55.1 3° 66.1 4° 75.5
  5°   83.9   6°   91.5   7°   98.5   8°   105   9°   111.2
  10°   117   11°   122.6   12°   127.9   13°   133   14°   138
  15°   142.7   16°   147.3   17°   151.8   18°   156.1   19°   160.3
  20°   164.4   21°   168.4   22°   172.3   23°   176.2   24°   179.9
  25°   183.6   26°   187.2   27°   190.7   28°   194.2   29°   197.6
  30°   200.9   31°   204.2   32°   207.4   33°   210.6   34°   213.8
  35°   216.9   36°   219.9   37°   222.9   38°   225.9   39°   228.8
  40°   231.7   41°   234.6   42°   237.4   43°   240.2   44°   243
  45°   245.7   46°   248.4   47°   251.1   48°   253.7   49°   256.3
  50°   258.9   51°   261.5   52°   264   53°   266.5   54°   269
  55°   271.5   56°   273.9   57°   276.3   58°   278.7   59°   281.1
  60°   283.5   61°   285.8   62°   288.2   63°   290.5   64°   292.7
  65°   295   66°   297.3   67°   299.5   68°   301.7   69°   303.9
  70°   306.1   71°   308.3   72°   310.4   73°   312.6   74°   314.7
  75°   316.8   76°   318.9   77°   321   78°   323.1   79°   325.1
  80°   327.2   81°   329.2   82°   331.2   83°   333.2   84°   335.2
  85°   337.2   86°   339.2   87°   341.1   88°   343.1   89°   345
90° 346.9
由于双叶片金属遮挡板是左右和上下对称的，也就是说30°的ρ值与150°、210°、330°的ρ值相等，65°的ρ值与115°、245°、295°的ρ值相等，因此90°～360°时ρ的值在此不再赘述，由0°～90°的ρ值即可确定0°～360°的ρ值。双叶片型金属遮挡板以上下两叶片对称的方式设置在锅状雷达天线口径边缘的两侧。
对图4所示金属遮挡板的遮挡效果进行了试验，试验结果如图6所示，虚线是无遮挡时接收到的方向图，实线为用双叶片金属挡板遮挡后接收到的方向图。从图6可见，双叶片金属遮挡板能对A点及其附近较宽的角度范围内的干扰进行抑制，在A点的抑制效果约10dB。试验表明该遮挡技术具有工程实用性，能对微波频段雷达天线间的旁瓣干扰进行有效抑制。
第二个实施例如图5所示，与上一个实施例的不同之处在于金属遮挡板4的形状为双扇型，由2个1/4圆所形成的扇形上下逢中对称连接而成，圆半径为 ρ = λR 0 . 取R0＝1m，λ＝6cm，则半径ρ＝245mm。其它部分的结构特征与上一个实施例相同。
本发明还可根据雷达安装环境、工作频率和干扰特征设计金属遮挡板其它形状和尺寸。

Claims (7)

1、一种雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，包括基座(3)和安设在基座上的锅状雷达天线(1)及馈源(2)，其特征在于在锅状雷达天线口径边缘的两侧对称设置片形金属遮挡板(4)，金属遮挡板的板面与锅状雷达天线的口径面相互垂直，金属遮挡板由安设在基座上的非金属支撑架(5)支撑。
2、按权利要求1所述的雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，其特征在于所述的金属遮挡板(4)设计成上下对称的双叶片型或双扇型。
3、按权利要求1或2所述的雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，其特征在于金属遮挡板(4)的中心点距离雷达天线(1)口径边缘的最近距离R0为0.8-1.2m。
4、按权利要求1或2所述的雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，其特征在于在锅状雷达天线口径边缘的下侧安设片形金属遮挡板。
5、按权利要求2所述的雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，其特征在于所述双叶片型或双扇型的金属遮挡板(4)以上下两叶片对称的方式设置在锅状雷达天线(1)口径边缘的两侧。
6、按权利要求2或5所述的雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，其特征在于所述的双叶片型金属遮挡板周界的极坐标公式为：
Figure A2006101245380002C1
式中ξ＝4R0λ/π，a0为常数，取R0＝1m，λ＝6cm，a0＝ξ/4。
7、按权利要求2或5所述的雷达天线电磁干扰抑制遮挡装置，其特征在于所述的双扇型金属遮挡板由2个1/4圆所形成的扇形上下逢中对称连接而成，圆半径为 ρ = λ R 0 = 245 mn .
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