[发明专利]一种相控阵天线波束控制装置及方法

说明书

本发明提供一种相控阵天线波束控制装置，包含：通信模块，信号连接外部设备，用于获取若干个波束指向角度控制指令或若干个初相调整控制指令，所述波束指向角度控制指令和初相调整控制指令均包含一个T/R组件的编号和一个波段编号；控制模块，信号连接所述通信模块，采用可编程逻辑控制电路，其被配置为根据接收的初相调整控制指令，通过并行查表为对应的T/R组件生成初相调整控制信号，控制模块还根据接收的波束指向角度控制指令，通过并行查找为对应的T/R组件生成相位调整控制信号；驱动模块，信号连接设置在控制模块和T/R组件之间，根据接收的初相调整控制信号或相位调整控制信号驱动对应的T/R组件内的对应的移相器调整相位。

技术领域

本发明涉及相控阵天线控制技术领域，具体涉及一种适用于共口径双波段相控阵天线的波束控制装置。

背景技术

波束控制装置是相控阵天线的重要组成部分。它的基本功能是根据要求的相控阵天线波束指向位置和波束形状，解算天线阵面中每一个T/R(Transmitter and Receiver)组件的相位码和幅度码，并对T/R组件的时序和状态进行控制，完成天线波束的快速扫描。

在许多工程应用中，为了提高天线的口径利用率，采用了共口径双波段复合的相控阵天线阵面布置，对波束控制装置的实时性要求高，且严格限制波束控制装置的体积，不同于传统的单波段波束控制装置只需控制一种波段的相控阵天线，这给波束控制装置的设计带来了很大难度。

如何实现对双波段天线的同时控制，减少波束控制装置的响应时间，缩小波束控制装置的体积以满足共口径双波段相控阵天线的要求，成为波束控制装置必须解决的难题。波束控制装置的控制精度是波束控制装置与移相单元共同作用的结果，由于T/R组件每个单元的移相量与移相控制信号之间存在初相不一致性或者每个单元在不同频率、温度条件下的移相特性不同，要想获得较高的相位控制精度，波束控制装置要对移相控制量进行补偿调整，波束控制装置必须能够对移相控制单元的非线性、个体差异以及不同频率、温度条件下的差异进行补偿，而且波束控制装置要兼顾初相调整和方向图形成两种电路功能。

共口径双波段相控阵天线，若仍然使用现有单波段相控阵天线的波束控制方法，将会导致波束控制装置体积庞大、控制实时性差。因此，为了实现对共口径双波段相控阵天线的实时控制，必须对波束控制装置进行优化设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种相控阵天线波束控制装置，可以获得较高的相位控制精度，减少波束控制装置的响应时间，同时缩小波束控制装置的体积以满足共口径双波段相控阵天线的控制要求。

为了达到上述目的，本发明提供一种相控阵天线波束控制装置，适用于共口径双波段相控阵天线。所述双波段相控阵天线用于发送和接收第一波段和第二波段的微波信号。双波段相控阵天线包含若干个相控阵天线单元，其中第一波段的每个相控阵天线单元对应每个T/R组件内第一波段的第一移相器，第二波段的每个相控阵天线单元对应每个T/R组件内第二波段的第二移相器。本发明所述的相控阵天线波束控制装置包含：

通信模块，信号连接外部设备，用于获取若干个初相调整控制指令或若干个波束指向角度控制指令；所述初相调整控制指令、波束指向角度控制指令均包含一个T/R组件的编号、一个波段编号；

控制模块，信号连接所述通信模块，采用可编程逻辑控制电路，其被配置为根据接收的初相调整控制指令为对应的T/R组件生成对应波段的初相调整控制信号，或根据接收的所述波束指向角度控制指令为对应的T/R组件生成对应波段的相位调整控制信号；

驱动模块，信号连接设置在所述控制模块和所述T/R组件之间；用于根据接收的所述初相调整控制信号，驱动对应T/R组件的第一移相器或第二移相器调整初始相位；驱动模块还根据接收的所述相位调整控制信号，驱动对应T/R组件内第一移相器或第二移相器调整相位。

所述驱动模块包含两个驱动单元，分别为第一驱动单元和第二驱动单元；