[發明專利]一種自適應陣列天線

有效

• 申請號: 201310542737.1
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103579779A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 彭政諭;冉立新;皇甫江濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H04B7/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及陣列天線，具體涉及一種自適應陣列天線。

背景技術

自適應陣列天線是一種能夠自動地將天線的最大輻射方向對準所需方向，而將天線零點對準干擾方向的一種自動抗干擾天線。接收用的自適應陣列能自動調整極化，對所需信號的極化衰減最小，能自動將最大接收方向調整到所需信號來波方向，能自動將零向調向干擾來波方向，所以它具有極為靈活可靠的抗干擾檢測能力。由于具有以上良好特性，自適應陣列廣泛應用于通信、雷達、射電天文等領域。

傳統的自適應天線需要將天線接收到的射頻信號經過下變頻，然后經ADC采樣至數字域進行處理。采用這種方法具有以下幾個缺點：首先，下變頻結構較為復雜，器件眾多，需要根據不同應用場合選擇不同的中頻和本振信號頻率，有時候還需要采用多級下變頻結構；其次，使用ADC?對中頻信號進行采樣，需要較高的采樣頻率，對ADC?的性能要求較高，成本較高；最后，中頻信號經ADC?采樣后得到的數字信號頻率較高，需要更多的數字電路進行預處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自適應陣列天線，該自適應陣列天線采用功率相位比較器直接獲取射頻信號的相位與幅度，從而省去了傳統自適應天線中復雜的下變頻結構，另外，由于功率相位比較器的輸出信號是準直流信號，所以它后面接的ADC可以采用低的采樣頻率，ADC輸出的數字信號可以直接進行處理。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

該自適應陣列天線由L個天線單元組成的天線陣；其中一個天線單元作為參考天線，參考天線信號經第一個濾波器、第一個LNA、第一個增益模塊接第一個一分二功分器，第一個一分二功分器的其中一路輸出接一分L-1功分器，另外一路接L路合路器；另外L-1個天線單元結構相同，每個天線單元信號均經各自濾波器、各自LNA、各自增益模塊接各自一分二功分器，各自一分二功分器的其中一路輸出經各自正交功分器后與各自矢量乘法器相連，L-1個矢量乘法器分別輸出接所述L路合路器；各自一分二功分器另外一路接各自功率相位比較器的一個輸入，L-1個功率相位比較器的另外一個輸入端接所述一分L-1功分器的輸出；L-1個功率相位比較器的輸出相位與幅度信號通過ADC采樣后傳給計算單元；計算單元的控制信號通過DAC后輸給各自矢量乘法器。

所述計算單元根據ADC采樣得到的各個功率相位比較器輸出的相位與幅度信號，調整對應矢量乘法器的控制信號，輸給DAC，實現對L-1路信號的相位與幅度控制，即實現陣列天線的波束控制。

本發明具有的有益效果是：

1、本發明的陣列天線大大簡化了傳統自適應天線的結構。

2、本發明實現的陣列天線輸出射頻信號，可以直接與現有的接收機一起使用。本發明可用于GPS接收機、北斗導航系統接收機等。

附圖說明

圖1是自適應陣列天線的結構框圖。

圖2是天線單元排列示意圖。

圖3是無干擾信號時陣列天線H面方向圖。

圖4是無干擾信號時陣列天線E面方向圖。

圖5是存在干擾信號時陣列天線H面方向圖。

圖6是存在干擾信號時陣列天線E面方向圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，以五個天線單元1組成的CPS接收天線為例，圖中的天線采用GPS頻段的微帶天線，天線單元1按圖2所示進行排布，其中，中心的天線單元作為參考天線，參考天線信號經第一個濾波器、第一個LNA、第一個增益模塊接第一個一分二功分器，第一個一分二功分器的其中一路輸出接一分四功分器，另外一路接五路合路器；其中第一個濾波器為LC濾波器，第一個LNA采用Mini-Circuit公司的PMA2-162LN+型號的LNA，第一個增益模塊采用兩級Avago公司的AVA31563芯片，第一個一分二功分器采用Mini-Circuit公司的SP-2G1+芯片，一分四功分器采用Mini-Circuit公司的SCA-4-20+芯片，五路合路器由Mini-Circuit公司的SCA-4-20+芯片和SP-2G1+芯片串聯而成。