[發(fā)明專利]相控陣天線波束指向的校正裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410159445.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN103904432A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊先超;梁興偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01Q3/34
• 分類號(hào): H01Q3/34
• 代理公司: 北京萬慧達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11111
• 代理人: 楊穎;張金芝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相控陣天線波束指向的校正裝置及方法。

背景技術(shù)

獨(dú)立安裝的機(jī)載相控陣天線通常由多個(gè)天線單元組成，各個(gè)天線單元按一定規(guī)律分布安裝在一條直線或曲線安裝板上。按天線單元排列形式可分為直線相控陣天線和曲線相控陣天線，按單元間距又可分為等間距相控陣天線和非等間距相控陣天線。

機(jī)載相控陣天線與波束控制系統(tǒng)配合進(jìn)行工作，如圖2所示，一個(gè)簡易的波束控制系統(tǒng)通常由波束控制計(jì)算機(jī)、功率分配/合成器、移相器等組成。波束控制計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的目標(biāo)水平角度ψ計(jì)算出各個(gè)天線單元所需的相位φ₀、φ₁、φ₂……φ_N-1，并轉(zhuǎn)換為移相器控制碼F₀、F₁、F₂……F_N-1，控制各個(gè)通道的移相器，射頻信號(hào)經(jīng)移相器進(jìn)行相位調(diào)整后，由天線單元向空間輻射，即可在空間形成水平指向?yàn)棣椎牟ㄊ?/p>

獨(dú)立安裝的機(jī)載相控陣天線通常需要工作在大俯仰角度上，但是其波束寬度較窄，一般只能在水平面電掃，故必須考慮俯仰方向上波束指向問題。

如果不對(duì)不同俯仰角度下波束指向進(jìn)行校正，那么獨(dú)立安裝的機(jī)載相控陣天線僅在水平面上下較窄的一個(gè)俯仰范圍內(nèi)才能使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述問題，根據(jù)俯仰角對(duì)波束指向進(jìn)行校正，從而使其能應(yīng)用于較寬的俯仰角范圍，同時(shí)保證波束指向的精度。

具體地，本發(fā)明提出了一種相控陣天線波束指向的校正裝置，所述校正裝置用于在俯仰方向上進(jìn)行相位校正，并且所述相控陣天線包括多個(gè)天線單元，其特征在于：

所述校正裝置包括輸入接口轉(zhuǎn)換模塊、水平面相位計(jì)算模塊、相位俯仰角校正模塊、輸出接口轉(zhuǎn)換模塊，其中，

輸入接口轉(zhuǎn)換模塊，用于接收外部輸入的波束水平角度ψ和俯仰角度θ，在將其轉(zhuǎn)換為本裝置所要求的信號(hào)形式后，將轉(zhuǎn)換后的水平角度ψ送入水平面相位計(jì)算模塊，將轉(zhuǎn)換后的俯仰角度θ送入相位俯仰角校正模塊；

水平面相位計(jì)算模塊，用于根據(jù)水平角度ψ確定所述相控陣天線的各個(gè)天線單元的水平面相位，并將該水平面相位送入相位俯仰角校正模塊；

相位俯仰角校正模塊，用于根據(jù)俯仰角θ對(duì)各個(gè)所述天線單元的水平面相位進(jìn)行校正，并將校正后的相位送入輸出接口轉(zhuǎn)換模塊；

輸出接口轉(zhuǎn)換模塊，用于將校正后的相位轉(zhuǎn)換為天線單元的移相器所要求的信號(hào)形式，并輸出到各相應(yīng)天線單元的移相器。

特別地，在所述校正裝置中，對(duì)于所述天線單元以直線或曲線形式排列、天線單元間距相等或不等的各種情況，所述相位俯仰角校正模塊以如下方式校正相位：

φiC=φiAcosθ+2πλZisinθ]]>

其中，φ_i^C為第i個(gè)天線單元的校正相位，φ_i^A為在水平面相位計(jì)算模塊中計(jì)算出的第i個(gè)天線單元的水平面相位，θ為俯仰角，Z_i為第i個(gè)天線單元的Z軸坐標(biāo)。

特別地，在所述校正裝置中，所述水平面相位計(jì)算模塊、相位俯仰角校正模塊都以浮點(diǎn)DSP作為運(yùn)算器。

特別地，在所述校正裝置中，所述相控陣天線的多個(gè)天線單元等間距地以直線形式排列。

特別地，在上述多個(gè)天線單元等間距地以直線形式排列的相控陣天線的校正裝置中，所述水平面相位計(jì)算模塊按如下方式計(jì)算水平面相位：

首先計(jì)算出在水平面內(nèi)的饋電相位差：