文 献 综 述
天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
随着科学技术不断发展，对于现代雷达和通信技术的要求也逐渐提高，尤其是对雷达天线波瓣的快速灵活的扫描提出了更高的要求。而这种仅靠天线的机械运动是无法实现的，于是人们在雷达领域中就引入了电扫描天线技术。采用电扫描天线的雷达称为电扫描雷达，电扫描天线不仅能实现波束指向、波束形状的快速变化，而且容易形成多波束天线，可以在空间进行信号的功率合。用电扫描代替传统的机械扫描波束扫描时间可低至微秒量级。这些特点使得电扫描雷达能完成多种雷达功能，具有稳定跟踪多批高速移动目标的能力，为提高雷达测量角度和观测包括隐身目标在内的各种目标提供了技术潜力。同时电扫描天线还具有信号衰减小运行稳定的有点，使其广泛应用于商业和军事领域。
频率扫描天线，即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。频率扫描天线作为电扫天线的一种，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。由于其实现方便、结构紧凑、机动性好、成本低、波束指向和波束形状变化速率快、易于形成多个波束等优点，目前有多重频率扫描体制的天线广泛应用于雷达系统中。
频率扫描天线的波瓣可以做快速的扫描，这取决于发射机频率的变化率以及天线设计的参数，在天线设计时可以改变各个参数来达到项目指标。对于整个雷达系统来说，在单个扫频脉冲内，在给定的空域内各处都有波瓣存在，即可以等效为多波瓣系统，使得雷达具有高数据率。然而对于一个天线来说，任一瞬间在空间中只有一个波瓣存在，发射机某频率的辐射功率主要集中在这一波瓣内，所以增益比较高。通常，频率扫描天线技术需结合脉冲压缩技术一起使用。
频率扫描天线可以做到收发共用一个天线，用一个开关隔离收发通道即可实现。频扫天线作为一个天线阵列，可以引入各种幅度加权，从而实现天线低副瓣的要求。其即可用于高数据率的三度雷达，又可应用于高测量精度的单脉冲雷达中，造价比相控阵天线要低很多。但频率扫描天线也存在一定的缺陷，它需要足够场的时间形成一个完成的稳态波瓣，导致扫描速度受到一定限制；其次电磁波在馈线中边传播边辐射，能量在馈线中的损耗比通常的并馈阵列要严重，因而扫描阵列不宜过长，波束宽度也受到限制；环境温度的变化也会导致波瓣指向的误差，影响使用性能。
频扫天线越来越多被研究是从是上世纪七八十年代开始的，其结构主要有两种：一种是利用慢波线结构来形成扫描波束；另一种是用漏波天线来形成扫描波束。利用漏波天线结构简单，天线的效率较高，并且有非常成熟的理论来设计和分析，但是其扫描角度有限，不能实现宽度角的扫描。而用慢波结构实现频率扫描的天线阵列相对于漏波天线来说，应用更为普遍，这主要是因为前者实现宽角度扫描。不过采用漏波技术实现波束扫描的应用也比较多，其中最主要的是微带漏波，并且在此基础上也出现了更多的新方法，比如SIW漏波天线也被研究出来。
根据IEEE 521-2002标准，X波段是指频率在8-12 GHz的无线电波波段，在电磁波谱中属于微波。X频段在空间应用方面有空间研究、广播卫星、固定通讯业务卫星、地球探测卫星、气象卫星等用途。近年来国内外X波段雷达发展迅速，X波段雷达是对火控，目标跟踪雷达的统称，其波长在3厘米以下。X波段雷达一般作为短距离的火控雷达，其能够探测和跟踪4000公里外远距离的目标。著名的美军X波段海基雷达，全重2000吨，由最现代化的相控阵天线构成，共有69632个多频收发模块，雷达圆顶可以旋转，用于监视近太空空间，辨别来袭的各种弹道导弹分弹头及假目标，通过海洋及大陆，向位于科罗拉多沙漠沙延山下深处的北美空天战略防御指挥中心实时传输信息。SBX可以对来袭的远程弹道导弹进行跟踪、识别和评估。
近几年，以氮化镓（GaN)为基础的微波功率器件的应用也取得了很大进展，在X波段，2010年东芝和TriQuint公司已经生产出输出功率达50W的GaN单管功率管。国内在GaAs FET功率管和MMIC的研究方面也取得了显著进步，GaAs FET功率管单管输出功率达30W，这些器件发展为X波段固态功率放大器和高功率固态雷达发射机的工程打下了基础。
X波段多普勒偏振天气雷达的发展使得我们可以同时获得云和降水粒子的范围、大小、运动变化和不同的相态，能够全面了解云和降水特别是灾害性天气的形成机理及其微物理变化过程。其广泛应用于大气物理研究、人工影响天气、暴洪监测和临近天气预报等领域，对于提高云和降水物理研究水平和提高防灾减灾能力有重要意义。
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