【導讀】相控陣天線通過移相器
、真zhen時shi延yan或huo二er者zhe的de組zu合he

，使shi合he成cheng波bo束shu更geng精jing確que地di指zhi向xiang陣zhen列lie轉zhuan向xiang角jiao度du內nei的de所suo需xu方fang向xiang。本ben文wen將jiang介jie紹shao這zhe兩liang種zhong方fang法fa
，以yi及ji更geng寬kuan帶dai寬kuan的de天tian線xian陣zhen列lie是shi如ru何he推tui動dong真zhen時shi延yan在zai其qi係xi統tong設she計ji中zhong的de應ying用yong。

相控陣天線通過移相器、真zhen時shi延yan或huo二er者zhe的de組zu合he
，使shi合he成cheng波bo束shu更geng精jing確que地di指zhi向xiang陣zhen列lie轉zhuan向xiang角jiao度du內nei的de所suo需xu方fang向xiang。本ben文wen將jiang介jie紹shao這zhe兩liang種zhong方fang法fa，以yi及ji更geng寬kuan帶dai寬kuan的de天tian線xian陣zhen列lie是shi如ru何he推tui動dong真zhen時shi延yan在zai其qi係xi統tong設she計ji中zhong的de應ying用yong。

指向正確的方向

xiangkongzhentianxianwuxuwuliyidongtianxianjikegaibianfusheboshudexingzhuanghefangxiang。zhexietianxiantongguodutedepailiefangshizuchengyigegengdadezhenlie，jiangmeigedulizhenzidexinhaodiejia，yitishengzengyixingneng
，bingzaizhenliedeboshuzhixiangjiaodufanweineijingquekongzhixinhao，ruxiatusuoshi。


隨著當前相控陣係統的帶寬增加以擴展其應用範圍和靈活性
，更寬的帶寬給係統帶來了挑戰，影響了波束的相移。由於這一趨勢，許多AESA係統需要真時延技術來消除更大帶寬情況下的波束傾斜。我們將在接下來的部分深入探討這一點。

相控陣背景知識

相控陣天線的大小與工作頻率成反比。因此，頻率越高，天線振子的間距就越小。對於較低頻率的應用，情況則相反。

name，ruheshixianboshuzhuanxiangne？duiyuchuantongzhaidaizhenlie，womenshiyongyixiangqizaigeidingpinlvxiazhuanhuansuoxudexinhaoyanchi。zaixiangkongzhentianxianzhong，meigetianxianzhenzidoukeyikuirubutongdeyixiangqi。yinci，tongguogaibianmeigezhenzizhijiandexiangyi，keyiyindaozhenliedeboshufangxiang，congerzaixiangguandejiaoduxingchengboshu。

例如
，假設我們有兩個天線振子

，它們之間的距離為“d”，如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)。這(zhe)兩(liang)個(ge)振(zhen)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)移(yi)會(hui)改(gai)變(bian)波(bo)束(shu)方(fang)向(xiang)。在(zai)另(ling)一(yi)個(ge)天(tian)線(xian)振(zhen)子(zi)上(shang)使(shi)用(yong)移(yi)相(xiang)器(qi)，可(ke)以(yi)引(yin)導(dao)波(bo)束(shu)改(gai)變(bian)其(qi)方(fang)向(xiang)
，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)天(tian)線(xian)效(xiao)率(lv)。


在zai下xia圖tu中zhong，我wo們men可ke以yi看kan到dao天tian線xian陣zhen列lie中zhong的de波bo形xing指zhi向xiang會hui在zai給gei定ding角jiao度du上shang形xing成cheng一yi個ge主zhu波bo瓣ban
，並bing最zui小xiao化hua旁pang波bo瓣ban。我wo們men還hai可ke以yi看kan到dao這zhe些xie波bo瓣ban的de相xiang位wei角jiao和he場chang圖tu的de測ce量liang數shu據ju。


以下是兩種常用的相控陣天線係統：

• 無源電子掃描陣列（PESA）——所有天線振子共用一個發射/接收模塊。

• 有源電子掃描陣列（AESA）——使用相控陣天線，每個天線振子都有專用的發射/接收模塊。


深入了解AESA

AESA作為第二代相控陣天線
，其每個天線振子均由微控製器單獨控製的發射器驅動
，這使得AESA比PESA更為先進，能夠同時向不同方向發送多個頻率的無線電信號。

隨著高性能和高分辨率係統的開發
，對波形帶寬的要求也在增加。這對於傳統上使用移相器進行波束方向控製的AESA來說是一個問題，因為波束會隨頻率變化而產生傾斜。可以使用以下公式計算波束傾斜角度。


對於這些具有較寬瞬時帶寬的波形和較窄波束寬度的應用，波束傾斜可能足以使波束偏離目標，從而影響信號質量、準確性和分辨率。

AESA —— 移相器 vs 真時延

AESA使用移相器、時延電路，或二者的組合，在陣列的轉向角度範圍內將信號波束指向所需方向。

如ru下xia圖tu所suo示shi，移yi相xiang器qi用yong於yu在zai相xiang控kong陣zhen天tian線xian中zhong引yin導dao波bo束shu
，並bing有you助zhu於yu提ti高gao窄zhai帶dai係xi統tong的de效xiao率lv。移yi相xiang器qi在zai市shi場chang上shang占zhan據ju主zhu導dao地di位wei

，在zai兩liang個ge狀zhuang態tai之zhi間jian提ti供gong固gu定ding的de插cha入ru相xiang位wei差cha。它ta們men通tong常chang用yong於yu帶dai寬kuan較jiao低di的de應ying用yong
，因yin為wei寬kuan帶dai移yi相xiang更geng加jia困kun難nan，且qie常chang伴ban隨sui著zhe插cha入ru損sun耗hao增zeng加jia和he在zai整zheng個ge工gong作zuo頻pin率lv帶dai寬kuan內nei的de相xiang位wei精jing度du降jiang低di等deng問wen題ti。這zhe兩liang種zhong狀zhuang態tai在zai時shi延yan上shang僅jin略lve有you不bu同tong，路lu徑jing長chang度du差cha異yi小xiao於yu一yi個ge波bo長chang。移yi相xiang器qi在zai每mei個ge天tian線xian振zhen子zi處chu引yin導dao波bo束shu
，但dan不bu提ti供gong真zhen時shi延yan。如ru果guo沒mei有you這zhe種zhong真zhen時shi延yan，波bo束shu在zai較jiao大da頻pin率lv範fan圍wei內nei會hui發fa生sheng失shi真zhen或huo“傾斜”
，如下圖所示。隨著新型、更寬帶寬陣列係統的出現
，波束傾斜問題變得更為突出；真時延單元則可以用於減輕這種傾斜效應。


shiyandanyuannenggoutigongduogebochangdexiangyi，qiexiangyiyupinlvyangechengzhengbi。zheshidelianggezhuangtaizhijiandequnshiyanchayinenggouzaizhenggepinlvdaikuanneichanshengpingtandexiangwei。


從上麵的圖中可以看出
，時間延遲單元在整個帶寬頻率上顯著減少了波束傾斜，從而提高了更寬帶寬範圍內的雷達圖像分辨率。

真時延 MMIC

時延可以通過多種方式實現，如同軸電纜、光纖、微帶線和帶狀線等。由於尺寸緊湊且成本效益高，使用MMIC的電子方法更為流行。如上圖所示，典型的多比特位時延單元包括開關、shiyanyuanjianhejunhengqi
，yixingchengcankaolujingheshiyanlujing。zhengtiyanchifanweiheyanchibuchangkeyitongguoqiehuanbutongdelujingzuhelaishengcheng。cankaoxianheshiyanyuanjiantongchangshiyongbutongchangdudechuanshuxianlaichuangjian。suizhexianluchangdudezengjia，charusunhaohepinlvyehuizengjia。junhengqitongchangyongyuzaipinlvfanweineigaishanzhengtishiyanpingtandu。

近jin年nian來lai半ban導dao體ti技ji術shu的de發fa展zhan和he建jian模mo技ji術shu的de進jin步bu使shi得de能neng夠gou製zhi造zao出chu物wu理li尺chi寸cun更geng小xiao的de時shi延yan電dian路lu

，這zhe對dui於yu高gao頻pin陣zhen列lie應ying用yong非fei常chang有you用yong。此ci外wai，還hai可ke以yi考kao慮lv使shi用yong不bu同tong的de半ban導dao體ti技ji術shu
，如ruCMOS、GaAs和MEMS
，以幫助優化某些應用的性能要求。

主要結論

對於當今的寬帶陣列天線應用而言
，需要采用真時延技術來減輕波束傾斜問題。如上所述
，理解TDU與移相器之間的差異，或者如何將二者結合使用，是提升AESA係統級性能的關鍵。

免責聲明：本文為轉載文章


，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

CITE 2025啟幕在即：頂尖展商集結 見證巔峰時刻

1600W雙路交錯新紀元：無橋圖騰柱TCM_PFC數字電源方案解析

自主生態護城河：數字化轉型的可持續競爭力構建

借力 Mendix 低代碼，加速博世汽車電子數字化轉型

智能無線工業傳感器設計完全指南