[發明專利]一種相控陣天線波束控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202110674208.1
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113258288B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 黃洪云
• 申請（專利權）人: 成都市克萊微波科技有限公司
• 主分類號: H01Q3/00
• 分類號: H01Q3/00;H01Q21/00;G01R29/10;G01R31/54;G01R21/00
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 田高潔

本發明公開了一種相控陣天線波束控制方法，包括如下步驟：對相控陣天線進行啟動故障檢測與隔離；在啟動過程中對相控陣天線中所有的陣元進行故障檢測，所述的故障檢測包括相控陣天線啟動時先對所有陣元進行連通性測試，測試通過的陣元進行溫度檢測，再進行功率檢測，若陣元功率檢測通過，則為正常陣元，正常陣元進入待機狀態，對一類故障陣元進行功率檢測，通過功率檢測的一類故障陣元作為應急陣元；對進入待機狀態的正常陣元、應急陣元進行相位測量和校準，使各陣元相位保持一致；完成各陣元相位校準后，先對應急陣元進行休眠，通過正常陣元來對波束進行控制；通過本發明，可以實現能夠區分不同的陣元故障，提高對相控陣天線故障的適應能力。

技術領域

本發明涉及天線領域，具體是一種相控陣天線波束控制裝置及控制方法。

背景技術

相控陣天線相對于傳統機構掃描天線具有功能豐富、重量輕、波束掃描快、精度高等優點，在衛星有效載荷領域得到越來越廣泛的應用。隨著相控陣天線系統使用環境多樣性的增加，相控陣天線系統功能需求也日益豐富，然而整個相控陣天線系統的可靠性問題也越來越突出，再者，相控陣天線造價高昂，且更換周期長，因此，如何使相控陣天線在存在部分故障陣元的情況下，還能夠正常工作，滿足一定的工作需求，是當下研究的課題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種相控陣天線波束控制方法，包括如下步驟：

步驟一，對相控陣天線進行啟動故障檢測與隔離；在啟動過程中對相控陣天線中所有的陣元進行故障檢測，所述的故障檢測包括相控陣天線啟動時先對所有陣元進行連通性測試，測試通過的陣元進行溫度檢測，在設定的啟動時長內，若陣元溫度上升系數在設定溫度上升系數閾值范圍內，則進行功率檢測，否則陣元為一類故障陣元；若陣元功率檢測通過，則為正常陣元，正常陣元進入待機狀態，否則為二類故障陣元；

步驟二，對一類故障陣元進行功率檢測，通過功率檢測的一類故障陣元作為應急陣元，未通過的則劃分為二類故障陣元，對二類故障陣元進行離線；

步驟三，對進入待機狀態的正常陣元、應急陣元進行相位測量和校準，使各陣元相位保持一致，同時得到陣元發射總功率；

步驟四，完成各陣元相位校準后，先對應急陣元進行休眠，通過正常陣元來對波束進行控制；

步驟五，當波束發射功率需求大于正常陣元的發射總功率時，則調用應急陣元進行功率補充，完成波束發射。

進一步的，所述的溫度上升系數采用如下公式計算：

所述的啟動時長T包括溫度上升期和溫度穩定期，陣元溫度就緒系數為：

陣元溫度上升率為：

其中的為陣元經過啟動時長T后的溫度數據，為陣元啟動時的溫度，溫度上升系數為：

。

進一步的，所述的陣元功率檢測包括如下過程：

輸入測試信號，檢測陣元的輸出功率，將陣元的輸出功率與額定輸出功率進行偏差計算，得到偏差值，若偏差值在設定偏差閾值范圍內，則陣元功率檢測通過。

進一步的，所述的對進入待機狀態的正常陣元、應急陣元進行相位測量和校準，使各陣元相位保持一致，包括如下步驟：

所述的對進入待機狀態的正常陣元、應急陣元進行相位測量和校準，使各陣元相位保持一致，包括如下步驟：

步驟一，設定校準信號，經過陣元0后，得到信號，采集信號樣本點，通過快速傅里葉變換得到陣元0的相位；同理得到除陣元0外任一陣元n的相位；其中的校準信號采用如下公式：