[發明專利]相控陣通道校正方法及陣列鎖相單元

在審

• 申請號: 202211180350.1
• 申請日: 2022-09-27
• 公開（公告）號: CN115603738A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 唐羽濃
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085;H03L7/093
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫元偉

本申請公開了一種相控陣通道校正方法及陣列鎖相單元，采用鑒相器對信號進行第一乘法處理、環路濾波器進行濾波、相位生成器進行函數變換、乘法器進行第二乘法處理并將得到的信號發送至鑒相器以構成一個鎖相循環，由于該鎖相循環能夠不斷對信號進行處理，直至達到環路穩定條件時跳出鎖相循環，輸出校正信號，該校正信號能夠表示對齊參考陣元和帶補償陣元的相位已經對齊，解決了陣元之間的相位差，而通道之間的相位差也可視為陣元之間相位差的一部分，因此也能同時校正通道之間的相位差。

技術領域

本發明涉及相控陣天線設計領域，具體而言，涉及一種相控陣通道校正方法及陣列鎖相單元。

背景技術

相控陣接收機可以被認為是一種陣列天線，包括多個協同工作以發射信息信號的相控陣元件，常規的相控陣元件可以包括濾波器、混頻器和附加的用以提供接收功能的功能模塊。當相控陣接收機在發射毫米波時，由于在信號傳播過程當中，毫米波的通信會存在著嚴重衰減的問題，所以研究人員就花費大量的時間和精力去研究相控陣技術，改進相控陣系統。相控陣系統通過控制各個天線發射信號的相位，實現電磁波的相互疊加。相控陣系統采用多個天線能夠提高信號發射的功率，而不同相位信號的疊加可以將發射的能量集中在一個方向，根據用戶位置進行波束調制，實現同一頻率下不同用戶之間沒有相互干擾，很大程度的提高通信信道容量。

在現有技術中，由于相控陣系統中需要很大數量結構一致的發射陣列，不同通道的放大器偏置狀態不同會使得通道輸出信號增益與相位偏移，導致陣列合成波束方向偏移和方向增益衰減，這便會出現相位差，而相控陣列天線發射的有效輻射圖案在某一特定的方向增強和在其他特定的方向抑制時，也會使得用于傳輸的天線輸入信號的相位產生偏移，出現信號之間的相位差，因此如何保證陣元天線中的相位一致性成為本領域技術人員必須要解決的問題。

發明內容

本申請的目的在于，為了克服現有的技術缺陷，提供了一種相控陣通道校正方法及陣列鎖相單元，通過對每個待補償陣元進行相位補償能夠解決相位不一致的問題。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

第一方面，本申請提出了一種相控陣通道校正方法，應用于陣列鎖相系統，所述陣列鎖相系統包括參考陣元、至少一個待補償陣元和至少一個陣列鎖相單元，所述陣列鎖相單元包括鑒相器、環路濾波器、相位生成器以及乘法器，所述鑒相器、所述環路濾波器、所述相位生成器以及所述乘法器首尾相連構成一個回路，所述陣列鎖相單元與所述待補償陣元一一對應，所述方法包括：

所述鑒相器接收所述參考陣元發送的參考信號和所述乘法器發送的第一補償信號，進行第一乘法處理得到鑒相信號，并發送至所述環路濾波器，所述第一補償信號為所述乘法器的初始信號；

所述環路濾波器對所述鑒相信號進行濾波得到濾波信號并發送至所述相位生成器；

所述相位生成器對所述濾波信號進行函數變換得到生成信號并發送至所述乘法器；

所述乘法器接收所述待補償陣元發送的待補償信號，并對所述生成信號和所述待補償信號進行第二乘法處理得到第二補償信號。

所述乘法器將所述第二補償信號發送至所述鑒相器，使得所述鑒相器對所述參考信號和所述第二補償信號進行所述第一乘法處理以構成一個鎖相循環，直至達到環路穩定條件時跳出所述鎖相循環，輸出校正信號。

所述陣列鎖相系統還包括加法器，所述方法包括：

所述加法器對每個所述乘法器輸出的所述校正信號進行求和，得到陣元校正信號。

所述鑒相器包括復數乘法器和實數乘法器，所述鑒相器接收所述參考陣元發送的參考信號和所述乘法器發送的第一補償信號，進行第一乘法處理得到鑒相信號，并發送至所述環路濾波器的步驟，包括：

所述復數乘法器對所述參考信號和所述第一補償信號進行復數乘法運算，得到復數信號并發送至所述實數乘法器；