[发明专利]一种全角域对空组网型自适应天线设计方法

权利要求书

1.一种全角域对空组网型自适应天线设计方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1、单元天线采用环形阵列形式，各个子单元通过微带线分配不同功率和相位；

步骤S2、环形阵列将单元天线排列成均匀环形，间距通过仿真验证确定为与工作频段成反比的常数；

步骤S3、设计宽角域定向天线在90度，配合环形阵列，在接收端对信号进行融合处理，在环形阵列无法覆盖的区域软件自适应切换至宽角度定向天线；

步骤S4、环形阵列天线与波控板连接，波控板中的数字波束赋形采用数字信号处理技术，各阵元通道对接收信号下变频到中频或基带后，采用高速A/D转换为数字信号，在基带处理单元完成多波束赋形。

2.根据权利要求1所述的一种全角域对空组网型自适应天线设计方法，其特征在于：所述步骤S1中的单元天线俯仰面波束形状呈余割平方式，余割平方赋形单元天线按照一定间隔排列组成环形阵列，辐射体面向环外，背后设有微波前端TR组件，采用射频接口对插形式最小化天线与前端间的插损。

3.根据权利要求1所述的一种全角域对空组网型自适应天线设计方法，其特征在于：所述步骤S2中仿真验证过程采用仿真软件完成。

4.根据权利要求1所述的一种全角域对空组网型自适应天线设计方法，其特征在于：所述步骤S4中波控板信号处理流程如下：

第一步，可编程数字处理芯片初始化外围器件，然后，配置射频收发芯片的接收或发射频率、滤波器带宽、采样速率等参数；

第二步，同时对N路信号进行放大、滤波、下变频、自动增益控制、采样、滤波处理后，汇总至可编程数字处理芯片；

第三步，在线通道校准：

STEP1：可编程数字处理芯片发送ROM存储器的IQ正弦信号其中w、分别是参考源的角频率和初始相位,t为正弦信号传播过程中的瞬时时刻；

STEP2：射频开关A选择1通道，射频开关B选择i(i＝1～N)通道；

STEP3：接收第i通道信号，经过可编程收发器下变频、采样滤波处理后可编程数字处理芯片得到正弦信号其中w是各个通道接收信号的角频率，与可编程数字处理芯片发送的信号角频率相同，是第i通道接收信号的相位；

STEP4：将接收信号与参考源做乘累加处理，如下列公式所示，累加长度为一个正弦信号的周期T，计算得到各个通道相对参考源的相位差的余弦值的T/2倍；

(1)

(2)

其中，T为正弦信号传播周期；

STEP5：将接收信号与正交处理后的参考源做乘累加处理，如(3)和(4)所示，累加长度为一个正弦信号的周期T，计算得到相位差正弦值T/2倍；

(3)

(4)

STEP6：通过(4)和(2)公式可解出正切关系，按照(5)得到各个通道相对参考源sig₀的相位差从而由式(6)得到由于PLL引起的板级通道i(i≠1)相对通道1的相位差

(5)

(6)

STEP7：完成校准后通道配置为外部接口，将测算到的相位差代入式(7)星座旋转公式得到通道i(i≠1)校准后的I路信号和Q路信号

(7)

其中，表示第i(i≠1)通道总的相位差，且Δθ₀＝0；

第四步，采用空间谱估计和峰值搜索模块实现来波方向的测算，按照式(7)即可完成信号的接收/发射；

第五步，通过测算宽角域定向天线通道的信噪比与上述接收信号信噪比进行比对，选择融合或切换最终接收信号。