[发明专利]一种稀布阵天线及其设计方法

说明书

本发明实施例是提供一种稀布阵天线及其设计方法，该设计方法包括：天线阵面分为四个象限，每个象限划分为不同的子阵，每个象限的每个子阵与其它三个象限的对应子阵利用和差器得到子阵级和差信号。这些子阵级和差信号经过分别加权后再合成，就得到整个阵面的和差信号。本发明实施例可以得到同时具有较低副瓣的和波束和差波束，较好地解决了和差矛盾。同时，密度加权的单元较少，也极大地降低了天线成本。

技术领域

本发明实施例涉及无线电通讯技术领域，尤其涉及一种稀布阵天线及其设计方法。

背景技术

单脉冲雷达具有和差波束测角的功能，需要天线在方位面和俯仰面形成和差波束，以便测量目标的方位角和俯仰角。有源相控阵中，要实现较好的和差波束，必须采用两套馈电网络，才能同时实现和差波束的低副瓣，其结构相当复杂。

相关技术中，采用和差一体化理念，通过一种多层带状线和差一体化网络，实现其适用于一维线阵天线。或是通过一种体积小、重量轻的和差一体化相控阵雷达天馈线系统，实现了方位面同时和差测角。

关于上述技术方案，发明人发现至少存在如下一些技术问题：例如，虽然和差一体化相控阵雷达天馈线系统，实现了方位面同时和差测角，但是不能在方位面和俯仰面有效降低差副瓣，更加不能同时具有较低副瓣的和波束和差波束，解决和差矛盾。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种稀布阵天线及其设计方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种稀布阵天线的设计方法，包括以下步骤：

步骤S10：将天线阵面等分为四个象限，每个象限划分为N个子阵，其中，任一象限的子阵布局均与其相邻的两个象限的子阵布局成轴对称关系；

步骤S20：以任一个象限为基准，确定出该象限内所有所述子阵的加权系数，并根据所述加权系数确定出该象限内需要加权和不需要加权的子阵信号，其中，需要加权的子阵信号数量为M，不需要加权的子阵信号数量为N-M；

步骤S30：确定出每一个所述需要加权的子阵信号在其余象限中对应的子阵信号并以此为一组所述子阵信号，得到M组所述子阵信号，对每组所述子阵信号通过和差器分别合成后得到M组子阵级和差信号；

步骤S40：将M组所述子阵级和差信号分别单独加权后再合成得到一组含加权的和差信号；

步骤S50：将同一象限内不需加权的所述子阵信号合成一路象限信号，四个象限可得四路象限信号，通过和差器合成四路象限信号后得到一组无加权的和差信号；

步骤S60：将所述含加权的和差信号与所述无加权的和差信号分别合成得到全阵的和差信号；

其中，所述和差信号为和信号、俯仰差信号以及方位差信号；N、M均为正整数且N＞M。

本发明的一实施例中，根据差波束幅度分布函数和阵面密度确定每个所述子阵的加权系数。

本发明的一实施例中，在所述步骤S30中，需要M个所述和差器将四个象限内的4M个所述子阵信号一一对应分别合成后得到M组子阵级和差信号。

本发明的一实施例中，在所述步骤S40中，将M组所述子阵级和差信号分别经过和功分器、俯仰差功分器以及方位差功分器合成。

本发明的一实施例中，所述和功分器、俯仰差功分器以及方位差功分器具有相位一致性。