[發明專利]一種毫米波相控陣天線及其波束掃描方法

有效

• 申請號: 201210225846.6
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102738598A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 楊明輝;孫曉瑋;韓克武;孫蕓;李凌云
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q3/26
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

1.一種毫米波相控陣天線，包括平面微帶天線陣面、有源通道網絡以及波束控制單元，其特征在于，所述平面微帶天線陣面與有源通道網絡通過可拆卸的方式進行連接；所述有源通道網絡包含正交矢量調制芯片，所述正交矢量調制芯片有I路和Q路兩個控制電壓，通過改變兩路控制電壓值來改變輸入信號的幅度和相位；所述波束控制單元的主控制器通過串行口控制多個多路DAC芯片，每兩路DAC芯片輸出作為一路所述正交矢量調制芯片的控制電壓。

2.根據權利要求1所述的毫米波相控陣天線，其特征在于，所述平面微帶天線陣面與有源通道網絡通過陰-陽連接器進行連接。

3.根據權利要求2所述的毫米波相控陣天線，其特征在于，所述平面微帶天線陣面裝配陽型連接器，所述有源通道網絡裝配陰型連接器，所述陽型連接器和陰型連接器相互連接。

4.根據權利要求1所述的毫米波相控陣天線，其特征在于，所述波束控制單元采用FPGA芯片作為主控制器。

5.一種如權利要求1所述毫米波相控陣天線的波束掃描方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將平面微帶天線陣面和有源通道網絡拆卸，用矢量網絡分析儀獲取各有源通道網絡的幅度和相位與控制電壓的關系數據表；

（2）根據所需要的波束掃描角計算各有源通道網絡所需的幅度和相位值，然后根據誤差算法在得到的關系數據表中選擇誤差值最小的控制電壓進行波束掃描。

6.根據權利要求5所述的波束掃描方法，其特征在于，所述步驟（1）中矢量網絡分析儀的第一端口連接有源通道網絡的輸入端，第二端口連接需要檢測的有源通道；所述波束控制單元每改變一組有源通道網絡的I路和Q路控制電壓，矢量網絡分析儀即記錄一次該有源通道網絡的插入損耗值；在有效控制電壓范圍內按一定控制電壓間隔進行多次采樣，即可獲得該有源通道網絡的幅度和相位與控制電壓的關系，并將該表格存儲在波束控制單元的存儲單元中。

7.根據權利要求5所述的波束掃描方法，其特征在于，所述步驟（2）中波束控制單元從主控計算機得到各有源通道網絡需要設置的幅度和相位值，當需要設置第m行第n列的通道的幅度為Pm,n,?相位為Φm,n時，波束控制單元查找該通道的幅度和相位與對應控制電壓的關系數據表，進行誤差計算，采用的誤差算法為????????????????????????????????????????????????；選擇最小的誤差值所對應的控制電壓作為本次波束掃描該通道的控制電壓值；其中，P_S，Φ_S分別為該有源通道的幅度和相位與控制電壓關系數據表的一組數值；Q為幅度權重系數，取值為1-3之間。

8.根據權利要求7所述的波束掃描方法，其特征在于，當對相控陣天線波束掃描角精度要求高時，幅度權重系數Q值可取小值，當對相控陣天線副瓣要求高時，幅度權重系數Q值可取大值。