频控天线阵电磁仿真
1引言
1.1频控天线阵简介
频控天线阵简称频控阵，也称频控阵雷达，是一种新体制雷达。雷达按天线扫描方式分类大致可分为：机械扫描雷达、相控阵雷达和频率扫描雷达。相控阵雷达的天线波束对空域的扫描覆盖是通过改变天线阵上各阵元的相位来实现的。[1] 通常相控阵雷达每个阵元发射的是同一信号，通过在每个阵元的输出端接入移相器进行波束方向控制，调整移相器的相移量便可实现波束的空域扫描。[2] 频控阵雷达的发射天线和相控阵一样，均采用全向发射天线，每个天线可以发射相同的波形以获得阵列增益，不同的是，频控阵的相邻阵元中使用的载波频率存在较小频率增量。[2] 这使得频控阵成为在相控阵的基础上扩展出来的一种特例，具有了新的特性，成为一种新的雷达体制。
1.2雷达发展沿革及频控阵研究背景
雷达的历史可以追溯至19世纪后期，当时的英国物理学家法拉第等人提出了电场和磁场的概念并预言了电磁波的存在，随后麦克斯韦总结并建立了经典电磁学理论，赫兹通过实验验证了电磁波的存在并发现了其反射特性，为雷达的发明奠定了坚实的科学基础。[1]
一战期间，英国在反空袭战中急需探测敌军飞机的技术，而英国的罗伯特·沃森·瓦特恰巧发现了电波的反射特性可能用于探测，并成功研制出了第一台实用雷达。随后二战期间迫于军事上的需要，雷达技术得到了实质的应用和发展，并在20世纪五六十年代解决了一系列关键问题，与新技术结合进入了蓬勃发展阶段。[1][3]
20世纪70年代，随着数字技术的快速发展，雷达的性能日益提高，应用范围也持续拓宽，实现了自动化程度的提高、精度和距离的提升、相控阵雷达的持续出现。八九十年代，雷达技术逐渐成熟，成体制发展。[1]
基于阵列天线能快速灵活地实现波束扫描和波束形状变化的优点，相控阵雷达有很好的应用前景，不仅用于战略，而且用于战术雷达。[1] 相控阵雷达具有多功能、多目标、远距离、高数据率、高可靠性和高自适应能力等优点[1]，但是其主要缺点是：在每一个扫描周期内，波束方向只与角度有关，与目标距离无关，当扫描的不同目标在相近角度或同一角度，但是位于不同距离时，可能会导致雷达误判为同一目标。[3] 为了解决这一问题，频控阵雷达在2006年的美国雷达年会上首次被提出，并被申请了美国专利[2]。
2频控阵雷达概述
