[發明專利]有源相控陣天線以及天線波束的控制方法

有效

• 申請號: 201910202941.6
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN110265794B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 費阿莉;劉海勇;張春榮;王小偉;寇少偉
• 申請（專利權）人: 西安天偉電子系統工程有限公司
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q23/00;H01Q3/34
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 朱五云;胡明強

本申請涉及一種有源相控陣天線以及天線波束的控制方法，該有源相控陣天線包括：m個天線單元、n個電子開關和n個幅相調整裝置，m個天線單元沿周向排布，m個天線單元中的相鄰n個天線單元構成有源相控陣天線的工作陣面，m個天線單元通過n個電子開關與n個幅相調整裝置連接；n個電子開關，用于在控制信號的控制下，將n個幅相調整裝置與第一工作陣面中的n個天線單元斷開，與第二工作陣面中的n個天線單元連接，以使有源相控陣天線從第一工作陣面切換至第二工作陣面。由于該有源相控陣天線采用電子控制的方式實現方位面上的全方位波束覆蓋，相比傳統方式，提高了控制的精度和控制速度。同時，降低了有源相控陣天線的成本和復雜度。

技術領域

本申請涉及天線領域，特別是涉及一種有源相控陣天線以及天線波束的控制方法。

背景技術

目前，相控陣天線具有波束指向、波束形成快速變化的能力，以及易于形成多個波束等優點，使得相控陣天線滿足了現代雷達和通信技術越來越高的要求，因此，相控陣天線在雷達領域、通信領域等均得到了廣泛的應用。

傳統的相控陣天線在進行波束掃描時，由于掃描盲區的存在，導致相控陣天線的波束只能覆蓋空間一定區域，無法滿足全方位波束覆蓋的要求。為此，可以通過對相控陣天線增加機械旋轉掃描的功能，從而使得相控陣天線能夠實現全向掃描的能力。

但是，傳統的機械旋轉方式的控制精度和速度較低。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的機械旋轉方式的控制精度和速度較低的技術問題，提供一種有源相控陣天線以及天線波束的控制方法。

一種有源相控陣天線，包括：m個天線單元、n個電子開關和n個幅相調整裝置，所述m個天線單元沿周向排布，所述m個天線單元中的相鄰n個天線單元構成所述有源相控陣天線的工作陣面，所述m個天線單元通過所述n個電子開關與所述n個幅相調整裝置連接，所述m、n均為大于1的整數，所述n小于所述m；

所述n個電子開關，用于在控制信號的控制下，將所述n個幅相調整裝置與第一工作陣面中的n個天線單元斷開，與第二工作陣面中的n個天線單元連接，以使所述有源相控陣天線從所述第一工作陣面切換至所述第二工作陣面，所述控制信號中包括所述第二工作陣面中的n個天線單元的標識；

所述n個幅相調整裝置，用于在得到所述第二工作陣面中的n個天線單元對應的第一控制參數之后，根據所述第一控制參數調整輸入的射頻信號，并將調整后的射頻信號輸出至所述第二工作陣面中的n個天線單元，所述第二工作陣面與所述第一工作陣面形成的波束的指向不同。

在其中一個實施例中，所述天線單元包括多個天線陣子和微帶功分網絡，所述多個天線陣子和所述微帶功分網絡采用耦合方式連接；

所述微帶功分網絡，用于根據第二控制參數對所述調整后的射頻信號進行調整，以對所述第二工作陣面形成的波束在俯仰面進行波束賦形，所述第二控制參數與所述微帶功分網絡中的傳輸線的長度和/或寬度相關。

在其中一個實施例中，所述多個天線陣子沿豎直方向等間距排列。在其中一個實施例中，所述第一控制參數包括相位參數和/或幅度參數。

在其中一個實施例中，所述第二控制參數包括相位參數和/或幅度參數。

在其中一個實施例中，還包括：波控裝置，所述波控裝置與所述n個幅相調整裝置連接；

所述波控裝置，用于獲取所述第一控制參數，并向所述n個幅相調整裝置中對應的幅相調整裝置發送所述第一控制參數。

在其中一個實施例中，所述幅相調整裝置為收發組件。

在其中一個實施例中，所述有源相控陣天線的形狀為圓柱狀、圓錐狀、圓環狀或者半球面狀。