[发明专利]提高平面相控阵天线波束指向精度的迭代馈相计算方法

权利要求书

1.一种提高平面相控阵天线波束指向精度的迭代馈相计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、以平面相控阵天线的中心对称点为原点，以阵面为xoy平面，垂直阵面向上为z轴建立空间直角坐标系，平面相控阵阵元总数为2N并依次编号为No.0～No.(2N-1)，其中No.i阵元与No.(2N-1-i)阵元的坐标关于原点奇对称，0≤i≤(N-1)；

步骤2、对于预定的波束指向和工作波长，取前一半阵元，即No.0～No.(N-1)阵元，从i＝0至i＝(N-1)依次计算No.i阵元的理论馈相值，并根据理论馈相值计算实际馈相值，具体为由理论馈相值经进位量化或舍位量化得到，量化方式的选取遵循使已计算馈相阵元累积波束指向误差最小的原则，步骤2中前一半阵元，即No.0～No.(N-1)阵元，从i＝0至i＝(N-1)依次计算No.i阵元的理论馈相值，并根据理论馈相值计算实际馈相值，具体步骤为：

步骤2-1、计算No.i阵元的理论馈相值，具体为：

当平面相控阵天线工作波长为λ且预定波束指向为时，No.i阵元的理论馈相值φ_theo,i为：

其中，k＝2π/λ，(x_i,y_i)是No.i阵元的坐标，0≤i≤N-1，θ₀是预定波束指向的离轴角，是预定波束指向的旋转角；

步骤2-2、No.i阵元的理论馈相值按进位法或舍位法量化为数字移相器最小移相步进的整数倍，从而得到实际馈相值φ_i，具体为：

其中表示对x向上取整，表示对x向下取整，Δ是数字移相器的最小移相步进，对于具有Q比特的数字移相器，Δ＝2π/2^Q；

No.i阵元的馈相误差表示为：

δφ_i＝φ_i-φ_theo,i

理论馈相值按进位法量化得到的实际馈相值和馈相误差分别记为φ_carry,i，δφ_carry,i，按舍位法量化得到的实际馈相值和馈相误差分别记为φ_truncate,i，δφ_truncate,i；

步骤2-3、计算由No.0～No.i阵元及其关于原点成中心对称的No.(2N-1-i)～No.(2N-1)阵元导致的累积波束指向误差γ_i，具体为：

根据中心对称特性，No.i阵元的实际馈相值与其关于原点成中心对称的No.(2N-1-i)阵元的实际馈相值互为相反数；由No.0～No.i阵元及其关于原点成中心对称的No.(2N-1-i)～No.(2N-1)阵元导致的累积波束指向误差γ_i表示为：

其中，波束指向误差γ_i定义为预定波束指向与实际波束指向之间的夹角，δθ_i为预定波束指向与实际波束指向之间的离轴角差值，为预定波束指向与实际波束指向之间的旋转角差值；

按进位法量化φ_theo,i导致的累积波束指向误差记为γ_carry,i，按舍位法量化φ_theo,i导致的累积波束指向误差记为γ_truncate,i；

步骤2-4、选择使已计算馈相阵元导致的累积波束指向误差最小的量化方法作为φ_theo,i的实际量化方法，具体为：

比较γ_carry,i和γ_truncate,i，如果γ_carry,i＜γ_truncate,i，则No.i阵元的实际馈相值由φ_theo,i进位量化得到，即否则No.i阵元的实际馈相值由φ_theo,i舍位量化得到，即

步骤3、根据中心对称特性完成后一半阵元的馈相计算，即No.N～No.(2N-1)阵元，具体为：No.i阵元的实际馈相值与其关于原点成中心对称的No.(2N-1-i)阵元的实际馈相值互为相反数，N≤i≤(2N-1)。