[發明專利]一種測量陣列天線的波束合成方法和裝置

有效

• 申請號: 201810431906.7
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN110456167B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉若鵬;趙治亞;田華;何洋
• 申請（專利權）人: 西安光啟尖端技術研究院
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R29/10
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;盧軍峰

1.一種測量陣列天線的波束合成方法，所述陣列天線包括多個天線單元，其特征在于，包括：

獲取每個天線單元的相位、幅度和相關距離值，其中，所述相關距離值包括第一距離值和第二距離值，所述第一距離值為每個所述天線單元與轉臺中心的距離信息，所述第二距離值為每個所述天線單元與相鄰的天線單元之間的距離信息；

計算每個所述天線單元的相位方向圖，并根據每個所述天線單元的相位和所述第一距離值，對每個所述天線單元的相位方向圖進行補償，以得到每個所述天線單元的相位誤差值；以及

根據每個所述天線單元的相位、幅度、所述第二距離值和所述相位誤差值，將多個所述天線單元的射頻信號進行合成，以得到天線波束；

其中，計算每個所述天線單元的相位方向圖，并根據每個所述天線單元的相位和所述第一距離值，對每個所述天線單元的相位方向圖進行補償，以得到每個所述天線單元的相位誤差值包括：

計算每個所述天線單元的相位方向圖；

將每個所述天線單元的相位和所述第一距離值代入相位補償公式，以得到每個所述天線單元的相位誤差值，從而對每個所述天線單元的相位方向圖進行補償，其中，所述相位補償公式為：

其中，φ_i'為天線單元i的相位誤差值，φ_i為所述天線單元i的相位，r_i為所述天線單元i的第一距離值，λ為所述陣列天線發出的電磁波的波長，其中，i為大于1小于n的自然數，且n為天線的數量。

2.根據權利要求1所述的波束合成方法，其特征在于，根據每個所述天線單元的相位、幅度、所述第二距離值和所述相位誤差值，將多個所述天線單元的射頻信號進行合成，以得到天線波束包括：

獲取每個所述天線單元的射頻信號的偏轉角，且每個所述天線單元的偏轉角相同；

根據每個所述天線單元的相位、幅度、所述第二距離值和所述相位誤差值，計算得到所述天線波束，其中，計算公式為：

其中，A_total為所述天線波束，A_i為所述天線單元i的幅度，所述e表示自然常數，所述d為所述第二距離值，k為電磁波傳播矢量，所述θ為所述偏轉角。

3.根據權利要求2所述的波束合成方法，其特征在于，所述波束合成方法還包括：

獲取多個所述天線單元的遠場方向圖；

根據所述天線波束，生成所述天線波束的遠場方向圖，并比較所述多個天線單元的遠場方向圖和所述天線波束的遠場方向圖中的天線信號的走勢；

若一致，則確定計算得到的所述天線波束正確。

4.根據權利要求1所述的波束合成方法，其特征在于，在所述陣列天線中，任意兩個天線單元之間的第二距離值相等。

5.一種測量陣列天線的波束合成裝置，所述陣列天線包括多個天線單元，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取每個天線單元的相位、幅度和相關距離值，其中，所述相關距離值包括第一距離值和第二距離值，所述第一距離值為每個所述天線單元與轉臺中心的距離信息，所述第二距離值為每個所述天線單元與相鄰的天線單元之間的距離信息；

計算補償單元，用于計算每個所述天線單元的相位方向圖，并根據每個所述天線單元的相位和所述第一距離值，對每個所述天線單元的相位方向圖進行補償，以得到每個所述天線單元的相位誤差值；以及

合成單元，用于根據每個所述天線單元的相位、幅度、所述第二距離值和所述相位誤差值，將多個所述天線單元的射頻信號進行合成，以得到天線波束；

其中，所述計算補償單元包括：

第一計算單元，用于計算每個所述天線單元的相位方向圖；

補償單元，用于將每個所述天線單元的相位和所述第一距離值代入相位補償公式，以得到每個所述天線單元的相位誤差值，從而對每個所述天線單元的相位方向圖進行補償，其中，所述相位補償公式為：

其中，φ_i'為天線單元i的相位誤差值，φ_i為所述天線單元i的相位，r_i為所述天線單元i的第一距離值，λ為所述陣列天線發出的電磁波的波長，其中，i為大于1小于n的自然數，且n為天線的數量。