[发明专利]一种用于自组网通信的数字模拟混合圆柱形相控阵天线

说明书

本发明涉及一种用于自组网通信的数字模拟混合圆柱相控阵天线，属于无线通信和天线技术领域。其包括天线阵面、n个m通道TR组件，以及中频采集处理、数字多波束形成处理、波束控制、调制解调等模块，TR组件每个通道具有k个输出支路；天线阵面由以周向为行、轴向为列进行矩形布阵的m×k×n个天线阵元构成，天线阵面在周向上被等分为k个区域，TR组件每个通道的k个支路与k个位于不同区域内的阵元一一对应连接，第i个TR组件恰好连接各区域内的第i列阵元。本发明具备大容量、高速率及良好的抗干扰、抗截获能力，提升了自组网通信系统的性能，拓展了自组网通信产品的应用范围。

技术领域

本发明属于无线通信和天线技术领域，特别是指一种用于自组网通信的数字模拟混合圆柱形相控阵天线。

背景技术

自组网通信通常采用全向天线完成电磁波的发射和接收，全向天线的优点就是每个方向均可以收到信号，但是其缺点是天线增益低、抗干扰、抗截获能力差；严格限制了自组网通信系统的应用推广。

目前，在一些特殊平台(如机载)对天线的安装高度要求严格的情况下，为了提高现有自组网通信系统的性能，提高系统的通信距离及通信容量，需要选择一种高增益，抗干扰，抗截获能力的通信天线。但是，现有技术中尚缺少这样的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种用于自组网通信的数字模拟混合圆柱形相控阵天线，该天线采用圆柱形数字模拟混合阵列天线架构，具有增益高、抗干扰能力强的特点，能够灵活地同时形成多波束，灵活地进行波束扫描与控制。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于自组网通信的数字模拟混合圆柱形相控阵天线，其包括圆柱形天线阵面1、n个m通道双中频模拟数字混合TR组件3、中频采集处理模块4、数字多波束形成处理模块5、波束控制模块6、调制解调单元7、时钟及同步网络12、第一本振9、第一本振功分网络8、第二本振11以及第二本振功分网络10，TR组件3每个通道具有k个输出支路；所述圆柱形天线阵面1由以圆柱周向为行、圆柱轴向为列进行矩形布阵的m×k×n个天线阵元构成，其中，行数为m，列数为k×n，相邻行之间间距相等，相邻列之间间距相等；所述圆柱形天线阵面在周向上被等分为k个区域，所述TR组件每个通道的k个支路与k个位于不同区域内的阵元一一对应连接，第i个TR组件恰好连接各区域内的第i列阵元，各TR组件均与所述中频采集处理模块4连接，中频采集处理模块4、数字多波束形成处理模块5、波束控制模块6、调制解调单元7顺次连接，时钟及同步网络12用于提供时钟信号，第一本振9和第二本振11分别通过对应的第一本振功分网络8和第二本振功分网络10与各TR组件连接，用于为TR组件的双中频提供本振信号；n、m、k均大于2，1≤i≤n；

信号接收时，来自空间的电磁波信号通过天线阵面1进行接收，接收后的信号通过开关选通后进入TR组件3，TR组件3的接收通道对信号进行低噪声放大及下变频，输出两路中频信号给后端的中频采集处理模块4进行AD采样处理，变成数字信号；中频采集处理模块4将数字信号送入后端的数字多波束形成处理模块5进行接收数字波束形成处理，形成波束；形成的波束通过波束控制模块6进行控制后送入后端的调制解调单元7进行解调处理，完成通信解调；

信号发射时，来自调制解调单元7的调制信号经过波束控制模块6控制后，送入数字多波束形成处理模块5进行发射数字波束形成处理，每路输入信号在处理后送入中频采集处理模块4进行DA发射信号处理，从而将每一对输入的数字信号变成一个输出的模拟中频信号；模拟中频信号再分别送入相应的TR组件3，TR组件3对信号进行上变频及功率放大，最后通过开关选通将放大后的信号送到相应的阵元从而向空间发射出去。