[发明专利]一种相控阵列系统和波束扫描方法

说明书

一种相控阵列系统和波束扫描方法，其中所述相控阵列系统包括：至少两个平行排列的行波天线(21)，每个行波天线(21)包括依次连接的至少两个天线单元(22)；每个行波天线(21)的第一端(23)连接对应的第一射频通道(20)，每个行波天线(21)的第一端(23)通过对应的第一射频通道(20)与相控阵列系统的信号处理模块(24)连接，通过调整第一射频通道(20)的配置可调整信号处理模块(24)从第一端(23)输入所述行波天线(21)的信号的相位和/或幅度。所述相控阵列系统和波束扫描方法，在实现空间波束扫描的基础上，减少了对于射频通道数量的需求，从而降低了相控阵列系统的复杂度和成本。

技术领域

本发明实施例涉及天线技术，尤其涉及一种相控阵列系统和波束扫描方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线通信系统对于天线性能的要求越来越高，阵列天线系统由于能够实现天线波束在空间中的电扫描，已经越来越多地应用于无线通信系统中。

阵列天线系统是多个天线单元按一定规律排列组成的天线系统。相控阵列系统是能够调整各天线单元的相位和/或幅度的阵列天线系统，通过调整输入到相控阵列系统的各天线单元的信号相位和/或幅度，就可以实现天线波束在空间中的方向变化，从而使用相控阵列系统结合控制算法可以实现天线波束的自动对准和天线摇晃时的波束自动跟踪。因此，使用相控阵列系统作为通信设备的天线，可以大大降低部署时间和成本，并且相控阵列系统还具有抗风、抗摇晃等优点，可以安装在稳定条件较差的街边抱杆等地点。

常规的相控阵列系统中，每一天线单元为一个独立的通道，为了实现水平和垂直两个方向上的二维波束扫描，需要为每个天线单元配置对应的射频通道，每个射频通道上通常包含移相器和/或可变增益放大器。一般来说各天线单元间隔二分之一波长以避免产生栅瓣，对于具有m×n个天线单元的阵列系统，就需要m×n个射频通道，但是射频通道数量较多会导致相控阵列系统复杂，功耗和成本都较高。

利用加大增益的天线单元可以减少射频通道数量，并减少移相器的使用数量，降低相控阵列系统的复杂度。但加大增益的天线单元之间的间距也会增大，导致相控阵列系统出现栅瓣，无法满足应用要求。

发明内容

本发明实施例提供一种相控阵列系统和波束扫描方法，在满足应用对于相控阵列系统的天线方向图要求的基础上，减少了对于射频通道数量的需求，从而降低了相控阵列系统复杂度和成本。

第一方面提供一种相控阵列系统，包括：

至少两个平行排列的行波天线，每个行波天线包括依次连接的至少两个天线单元；

每个行波天线的第一端连接对应的第一射频通道，每个行波天线的第一端通过所述对应的第一射频通道与所述相控阵列系统的信号处理模块连接，通过调整所述第一射频通道的配置可调整所述信号处理模块从所述第一端输入所述行波天线的信号的相位和/或幅度。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述第一射频通道包括第一移相器和/或第一可变增益放大器；

通过调整所述第一移相器的配置可调整所述信号处理模块从所述第一端输入所述行波天线的信号的相位；

通过调整所述第一可变增益放大器的配置可调整所述信号处理模块从所述第一端输入所述行波天线的信号的幅度。

结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，每个行波天线的第二端连接第二射频通道，每个行波天线的第二端通过对应的所述第二射频通道与所述信号处理模块连接，通过调整所述第二射频通道的配置可调整所述信号处理模块从所述第二端输入所述行波天线的信号的相位和/或幅度。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述第二射频通道包括第二移相器和/或第二可变增益放大器；