什么是频率扫描天线?

[拼音]：pinlü saomiao tianxian

[外文]：frequency scanning antenna

波束指向角随工作频率的少量改变而有规律地大范围改变的天线，简称频扫天线。这种天线造价较低，工作稳定可靠，主要用于高数据率三坐标雷达。美、英、苏、日等国50年代初开始研究，60年代先后进入实用阶段。中国60年代中期也研制成功这种天线。

图为这种天线的工作原理。天线为一直线阵列，任何两个相邻辐射元的馈电相位差为


，式中L为相邻二元之间的馈线长度；λg为馈线内波长。当改变λg，即改变馈电频率时，墹ψ、天线阵口径场等相位面倾斜度和波束指向都随着改变，即波束随频率变化而扫描。

辐射元的激励相位是逐个顺次滞后的，可以认为，各辐射元被一等效慢波逐个顺次激励。向全部辐射元馈电的整个馈电系统称为等效慢波系统。等效慢波系统可为曲折形（通称蛇形）结构、螺旋形结构、直波导或同轴线中充填介质或加装电抗膜片等。

通常，在给定频带内希望波束在规定角域内扫描，阵列前半空间内不出现有害的栅瓣，因而需要合理选定L或等效慢波系数和辐射元间距d。由于频扫天线建立稳态波瓣的时间历程较长，波束频扫速率dθ0/df不宜太大，特别是当雷达脉冲宽度较窄时要求更严。通常取频率每变化1％，波束扫描5°～10°为宜。等效慢波结构中的电磁能量损耗较为严重，因此频扫阵列不宜过长，波束宽度通常取1°左右。温度变化能使等效的慢波结构热胀冷缩，从而使波束指向(频率不变时)游移，故须修正指向。波束侧向辐射时，天线的输入电压驻波比会突然增大，须采取措施控制到允许限度之内。