[發(fā)明專利]一種基于信號的空間波束掃描天線系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310615564.1
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103762421A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 曾勇虎;郝曉軍;許雄;洪麗娜;董俊;韓惠;王福志
• 申請（專利權）人: 電子信息系統(tǒng)復雜電磁環(huán)境效應國家重點實驗室
• 主分類號: H01Q3/00
• 分類號: H01Q3/00;H01Q21/00
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

1.一種基于信號的空間波束掃描天線系統(tǒng)，主要包括：波束掃描控制器、信號反射腔以及射頻天線陣列；所述波束掃描控制器通過信號反射腔與射頻天線陣列相連；所述波束掃描控制器由波束控制電路、信號存儲磁盤陣列、D/A變換電路組成，所述信號存儲磁盤陣列通過波束控制電路與數模轉換的D/A變換電路相連；波束掃描控制器的波束控制電路，將對應指定空間方位的射頻信號傳到D/A變換電路進行數模轉換；主要通過選擇相應波束方位對應的射頻信號，然后傳遞給信號反射腔進行輻射信號的多路徑重構，最終實現射頻信號向指定空域的輻射。

2.一種基于信號的空間波束掃描天線系統(tǒng)，所述信號反射腔由腔體輸入端口、反射腔體、腔體輸出端口組成，所述反射腔體內設置有若干多路徑反射體，位于反射腔體的腔體輸入端口內設置有信號輸入的內置發(fā)射天線，位于反射腔體的腔體輸出端口內設置有N端口信號輸出的內置發(fā)射天線陣列；信號反射腔主要提供信號的多路徑反射，使在腔體輸出端口重構原始輻射信號，進而實現波束在空間指定方位的輻射。

3.一種基于信號的空間波束掃描天線系統(tǒng)的方法，其步驟如下：

第一步，天線系統(tǒng)的硬件設計,?采用基于信號的空間波束掃描天線系統(tǒng)，由波束掃描控制器通過信號反射腔與射頻天線陣列相連構成；波束掃描控制器的波束控制電路，將對應指定空間方位的射頻信號傳到D/A變換電路進行數模轉換，主要通過選擇相應波束方位對應的射頻信號，然后傳遞給信號反射腔進行輻射信號的多路徑重構，最終實現射頻信號向指定空域的輻射；

第二步，原始信號采集實驗設置,?

1、將天線系統(tǒng)置于微波暗室測試系統(tǒng)內部,?即置于微波暗室內的基于信號的空間波束掃描天線系統(tǒng)中的射頻天線陣列作為信號接收設備，置于微波暗室內的另一側放有內置發(fā)射天線，并保證實驗距離滿足遠場測試條件；

2、置于微波暗室內的信號接收設備通過信號反射腔與數據采集終端連接，用于準備數據采集；其中，該信號反射腔的內部設置有若干反射體，作用是將輻射信號進行多路徑輻射，在腔體輸出端口重構原始輻射信號，進而實現波束在空間指定方位的輻射；為了加強腔體內部的反射，增強信號重構精度，腔體系統(tǒng)中的射頻天線陣列僅需要按照設計工作頻點要求選擇；?

第三步，原始信號采集,?發(fā)射天線輻射信號，基于信號的空間波束掃描天線系統(tǒng)接收，并利用數據采集系統(tǒng)采集數據；將采集到的數據存入數據庫中，并以發(fā)射天線對應天線陣列偏角作為索引；然后通過轉臺轉動天線陣列，進行下一角度的測量；?

第四步，輻射信號生成及存儲，將數據采集器采集到的數據進行時域反演，即當輻射角度i=0時，采集、存儲角度i時的信號波形，然后進行下一角度測量；存儲的信號進行時域反演，反演后的信號存入波束掃描控制器的存儲磁盤陣列中；

判斷是否完成所需所有角度的測量、存儲，當判斷為否，返回至采集、存儲角度i時的信號波形步驟，繼續(xù)判斷；當判斷為是，結束；

時域反演信號處理，即測量的時域數據鏈中，第一位的數據置于整個數據串的末尾，最后一位數據置于整個數據串的起始位置，以此類推；然后依舊以角度為索引存入波束控制器的信號存儲磁盤陣列中，以備以后調用；

最后，使用時，僅需依靠波束掃描控制器，選擇對應空間角度的信號樣式進行輻射，即可在指定空間方位實現信號的輻射；如果進行不同空間角度信號樣式的連續(xù)選擇，就形成了空間波束的連續(xù)掃描。