对于有源相控阵雷达,阵面电源又称二次电源或高密度电源,其主要负责外部一次电源的变换,同时为阵面上T/R模块供电。T/R模块,位于天线与功率分配网络之间,主要通过改变激励电流的幅度和相位,从而直接影响有源相控阵天线的电性能。安装于天线阵面上的阵面电源,其输出直流电压上叠加的交流分量——阵面电源纹波会导致T/R模块输出的激励电流产生幅相误差,进而导致天线电性能下降,如增益降低、第一副瓣电平抬升等,这严重影响了APAA高增益、低副瓣等电性能的实现。因此,高性能、高可靠性、低纹波的阵面电源需求迫切,同时,有必要深入研究阵面电源纹波与天线电性能之间的耦合关系。本文将以阵面电源为研究对象,通过建立阵面电源纹波与天线电性能的定量影响关系,提出了阵面电源纹波对天线电性能的影响机理,进而快速得到阵面电源纹波对有源相控阵天线电性能的影响;同时,通过仿真分析给出了阵面电源纹波对天线电性能的影响规律,可提高有源相控阵天线电性能。主要工作可概括如下:(1)本文选用一种典型的全桥式阵面电源作为研究对象,从阵面电源纹波产生机理出发,基于路耦合理论,建立了衡量阵面电源纹波大小的关键指标——阵面电源开关纹波系数路耦合模型,即建立了阵面电源电路器件参数(输出滤波电容C、输出滤波电感L以及等效串联电阻ESR)与开关纹波系数之间的数学关系,实现了通过阵面电源电路器件参数对开关纹波系数的快速确定;同时,在电路仿真软件中建立阵面电源电路原理图,通过设置电路器件参数,得到了各纹波电压波形图及开关纹波系数值,最后,将电路软件得到结果与开关纹波系数计算公式得到结果进行对比分析,验证了开关纹波系数计算模型的正确性;最后,进一步研究分析了阵面电源电路器件参数与开关纹波系数的影响规律,可对高性能阵面电源设计提供理论指导。(2)基于上述建立的阵面电源开关纹波系数路耦合模型、阵面电源纹波系数与激励电流幅相误差数学关系、理想有源相控阵天线机电耦合模型,建立了阵面电源纹波与天线电性能之间的定量影响关系,提出了阵面电源纹波对天线电性能的影响机理,可快速得到阵面电源纹波对有源相控阵天线电性能的影响;同时,仿真分析了不同激励电流下阵面电源纹波与天线电性能、不同阵面电源纹波大小与天线电性能、阵面电源纹波影响下不同阵面尺寸与天线电性能、阵面电源纹波影响下不同天线中心频率与天线电性能的影响规律,可提高有源相控阵天线电性能。(3)建立了基于阵面电源纹波与天线结构变形的APAA机电耦合模型,通过上述耦合模型,进一步推导APAA阵面电源纹波与天线结构变形综合作用—增益损失耦合模型;由于阵面电源纹波大小依据纹波系数来衡量,此时可根据耦合模型反求天线电性能容许范围内不同天线结构变形工况下阵面电源开关纹波系数公差;同时,进一步建立温度影响下阵面电源纹波与天线电性能耦合模型,并得到结构热变形下电源器件温漂对天线电性能的综合影响规律,分析结果表明,阵面温度变化对天线电性能影响很大,必须加强阵面冷却,控制好阵面温度变化。