[發(fā)明專利]一種相控陣天線的控制方法、系統(tǒng)和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110201947.9
• 申請(qǐng)日: 2021-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN112909552A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉;劉宗民;范西超;郭俊偉;曲峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京京東方技術(shù)開發(fā)有限公司;京東方科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01Q3/30
• 分類號(hào): H01Q3/30
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請(qǐng)公開了一種相控陣天線的控制方法、系統(tǒng)和裝置，其中，一種相控陣天線的控制方法，相控陣天線包括若干天線陣元和用以對(duì)各所述天線陣元進(jìn)行相位校準(zhǔn)的液晶移相器，所述方法包括：獲取所述相控陣天線的波控角度數(shù)據(jù)；根據(jù)所述波控角度數(shù)據(jù)計(jì)算各個(gè)所述天線陣元的移相角度；獲取所述液晶移相器的溫度；根據(jù)所述移相角度對(duì)所述液晶移相器進(jìn)行相位補(bǔ)償；通過所述液晶移相器對(duì)各所述天線陣元進(jìn)行波束控制。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的相控陣天線的控制方法，通過對(duì)液晶移相器由于溫度因素影響的液晶相位變化進(jìn)行相位補(bǔ)償，通過補(bǔ)償后的相位對(duì)相控陣天線的天線陣元進(jìn)行移相控制，實(shí)現(xiàn)了相控陣天線快速對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)一般涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種相控陣天線的控制方法、系統(tǒng)和裝置。

背景技術(shù)

相控陣天線是通過控制陣列天線中輻射單元的饋電相位來改變方向圖形狀的天線?？刂葡辔豢梢愿淖兲炀€方向圖最大值的指向，以達(dá)到波束掃描的目的。相控陣天線的應(yīng)用范圍極其廣泛，例如，其可以應(yīng)用于交通工具與衛(wèi)星間的通訊、無人駕駛用數(shù)組雷達(dá)或安全防護(hù)數(shù)組雷達(dá)等。

液晶相控陣天線通常采用液晶移相器實(shí)現(xiàn)天線單元的移向功能，液晶天線插損較大，陣元數(shù)較多，且液晶相位變化受溫度影響較大。由于液晶移向器插入損耗較大，需要更多的陣元來彌補(bǔ)插入損耗，導(dǎo)致天線陣列陣元數(shù)量巨大(上千甚至上萬個(gè))，需要一種驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)大量陣元的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)液晶移向器移相角度對(duì)溫度敏感，因此液晶相控陣天線的各天線陣元的移相會(huì)因此產(chǎn)生差異，由此差異帶來的后果是天線波束指向無法按照預(yù)期進(jìn)行掃描。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種相控陣天線的控制方法、系統(tǒng)和裝置，可以實(shí)現(xiàn)液晶精準(zhǔn)移相。

一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N相控陣天線的控制方法，所述相控陣天線包括若干天線陣元和用以對(duì)各所述天線陣元進(jìn)行相位校準(zhǔn)的液晶移相器，所述方法包括：

獲取所述相控陣天線的波控角度數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述波控角度數(shù)據(jù)計(jì)算各個(gè)所述天線陣元的移相角度；

獲取所述液晶移相器的溫度；

根據(jù)所述移相角度對(duì)所述液晶移相器進(jìn)行相位補(bǔ)償；

通過所述液晶移相器對(duì)各所述天線陣元進(jìn)行波束控制。

在一些實(shí)施例中，所述獲取所述相控陣天線的波控角度數(shù)據(jù)，方法包括：

獲取星歷數(shù)據(jù)、本地GPS數(shù)據(jù)、本地姿態(tài)數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述星歷數(shù)據(jù)、本地GPS數(shù)據(jù)、本地姿態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算所述波控角度數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施例中，所述本地姿態(tài)數(shù)據(jù)為所述相控陣天線載體的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)，至少包括俯仰角、橫滾角、偏航角中的一個(gè)或多個(gè)。

在一些實(shí)施例中，所述本地GPS數(shù)據(jù)為所述相控陣天線載體的GPS定位數(shù)據(jù)，并根據(jù)PPS秒脈沖信號(hào)同步本地時(shí)鐘。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述星歷數(shù)據(jù)、本地GPS數(shù)據(jù)、本地姿態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算所述波控角度數(shù)據(jù)，方法包括：

根據(jù)同步的本地時(shí)鐘及星歷數(shù)據(jù)計(jì)算衛(wèi)星在地球坐標(biāo)系下的經(jīng)度、緯度、距地心的距離，獲得衛(wèi)星坐標(biāo)；

根據(jù)所述載體GPS坐標(biāo)及所述衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算地球坐標(biāo)系下的波束指向數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述波束指向數(shù)據(jù)和所述本地姿態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算在載體坐標(biāo)系下的所述波控角度數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述波控角度數(shù)據(jù)計(jì)算各個(gè)所述天線陣元的移相角度，方法包括：

根據(jù)所述波控角度數(shù)據(jù)及平面相控陣天線波控原理確定各個(gè)所述天線陣元的移相角度。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述移相角度對(duì)所述液晶移相器進(jìn)行相位補(bǔ)償，方法包括：