[发明专利]一种重构波束指向天线阵列

说明书

本发明公开了一种重构波束指向天线阵列，重构波束指向天线阵列包括全有源相控阵、固定波束指向阵列、波束控制模块和功率合成网络，所述全有源相控阵和固定波束指向阵列的输出端均连接所述功率合成网络的输入端；所述固定波束指向阵列在所述全有源相控阵扫描至特定角度范围时开启。所述波束控制模块通过计算，判断该重构波束指向天线阵列工作模式，开启或者关闭特定固定波束指向阵列。本发明通过采用特定固定波束指向阵列，在大角度扫描模式时有效补偿增益下降，减少了器件花销，降低了成本；且未损失系统的小角度扫描增益。

技术领域

本发明涉及天线领域，尤其涉及一种重构波束指向天线阵列。

背景技术

相控阵天线在大角度扫描时会出现增益下降的问题，通过可重构天线阵列可进行增益的补偿。但现在普遍的可重构方案是基于单元天线的方向图可重构，一般的形式有两种，一种是采用控制开关切换波束模式形成宽波束，来展宽天线单元波束宽度，从而在大角度扫描时减小增益下降，这种方法受限于开关形式与大小，在低频段如S波段等应用较为广泛且效果较大，但是由于器件尺寸大，在高频尤其是毫米波频段较难应用。另一种是基于子阵级的重构，例如，有一种基于一驱二的子阵，在子阵内部随机形成各种角度波束指向的初始状态，对子阵进行相位控制并在扫描角度上选择开启合适的子阵。该方法能够在一驱二的配置下实现大角度扫描，相对于顶点增益，扫描增益下降较少，但是该方法损失了天线的轴向或小角度扫描增益实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重构波束指向天线阵列，来解决相控阵天线在大角度扫描时会出现的增益下降的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种重构波束指向天线阵列，包括全有源相控阵、功率合成网络以及多个波束指向不同的固定波束指向阵列，所述功率合成网络用于对所述全有源相控阵和各固定波束指向阵列进行合路；所述全有源相控阵和固定波束指向阵列的输出端均连接所述功率合成网络的输入端，多个所述固定波束指向阵列所形成的总波束指向覆盖大角度扫描的空间；所述波束控制模块连接所述全有源相控阵和固定波束指向阵列；

所述重构波束指向天线阵列处于大角度扫描模式时，所述波束控制模块开启全有源相控阵，并根据全有源相控阵的波束指向方向，开启对应的固定波束指向阵列。

可选的，所述重构波束指向天线阵列处于小角度扫描模式时，所述波束控制模块开启全有源相控阵，关闭固定波束指向阵列。

可选的，所述全有源相控阵包括第一功分网络和多个第一天线模块，多个所述第一天线模块的输出端均连接所述第一功分网络，所述第一功分网络的输出端连接所述功率合成网络的输入端。

可选的，所述第一天线模块包括第一天线单元、第一射频T/R组件、移相器和衰减器；

所述第一天线单元的输出端连接所述第一射频T/R组件的输入端，所述第一射频T/R组件的输出端连接所述移相器的输入端，所述移相器的输出端连接所述衰减器的输入端，所述衰减器的输出端连接所述第一功分网络；

所述衰减器和移相器还连接所述波束控制模块。

可选的，各所述固定波束指向阵列包括第二射频T/R组件、第二功分网络和多个第二天线模块，各所述第二天线模块的输出端均连接所述第二功分网络的输入端，所述第二功分网络的输出端连接所述第二射频T/R组件的输入端；所述第二射频T/R组件的输出端连接所述功率合成网络。

可选的，各所述第二天线模块包括第二天线单元和延迟线，所述第二天线单元的输入端连接所述延迟线的输入端，所述延迟线的输出端连接所述第二功分网络的输入端；

所述第二射频T/R组件集成有用于控制所述固定波束指向阵列开启/关闭的阵列开关，所述阵列开关连接所述波束控制模块。

可选的，所述第二射频T/R组件为大功率T/R组件，所述第二射频T/R组件的功率大于所述第一射频T/R组件。