[发明专利]一种相控阵天线模块的阵列结构、控制方法、电子设备

说明书

本发明公开了一种相控阵天线模块的阵列结构、控制方法、电子设备，其特征在于，包括子阵列、数字逻辑电路和射频集成电路器件；方法包括优化子列阵，接收第一主操作数；将第一主操作数作为本地寄存器对应的子阵列的基相移；接收第一次操作数和第二次操作数；确定每一个天线元件的相位加权和振幅加权；通过移相器控制天线元件变换波束指向，指向R区域。本发明通过将相控阵天线模块分割为多个子阵列，在通过数字逻辑电路将子阵列与射频集成电路器件连接，减少了对移相器的使用，且在对该列阵结构进行控制时，只需要通过输入少量的操作数，在通过在数字逻辑电路内的运算即可以确定每个天线元件的天线相移和振幅权重。

技术领域

本发明涉及相控阵天线领域，具体涉及一种相控阵天线模块的阵列结构、控制方法、电子设备。

背景技术

相控阵天线指的是通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。

在特殊情况下，也可以控制副瓣电平、最小值位置和整个方向图的形状，例如获得余割平方形方向图和对方向图进行自适应控制等。用机械方法旋转天线时，惯性大、速度慢，相控阵天线克服了这一缺点，波束的扫描速度高。它的馈电相位一般用电子计算机控制，相位变化速度快(毫秒量级)，即天线方向图最大值指向或其他参数的变化迅速。

传统的天线波束的方向通过控制阵列中每个天线元件的相移来控制波束的移动，如果一个相控阵天线模块中的天线元件数量较多的话，则需要同时接收大量的操作数来实现调整，且需要配置大量的移相器来针对各个天线元件，因此可能造成天线元件的更新速率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要同时接收大量的操作数来实现调整，且需要配置大量的移相器来针对各个天线元件，目的在于提供一种相控阵天线模块的阵列结构、控制方法、电子设备，解决了相控阵天线模块的分区控制问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种相控阵天线模块的阵列结构，包括：

子阵列，其具有数字接口，所述子阵列包括多个天线元件、与所述天线元件连接的移相器；

数字逻辑电路，其包括串行总线和片内总线，所述片内总线将多个所述子阵列连接；

射频集成电路器件，其通过所述串行总线与所述片内总线连接，所述射频集成电路器件包括多个本地寄存器和通用寄存器，多个所述本地寄存器分别与多个所述移相器对应连接，并通过所述移相器控制所述天线元件，所述通用寄存器与所述串行总线连接，并控制所述射频集成电路器件。

一种相控阵天线模块的阵列的控制方法，基于上述的一种相控阵天线模块的阵列结构，所述控制方法包括：

接收第一主操作数，并将所述第一主操作数存储至本地寄存器，所述本地寄存器为与所述子阵列对应连接的某一个；

将所述第一主操作数作为所述本地寄存器对应的所述子阵列的基相移；

接收第一次操作数和第二次操作数；

确定每一个天线元件的相位加权和振幅加权；

通过移相器控制天线元件变换波束指向，指向R区域；

确定子阵列的天线元件将指向R+1区域；

设定条件：R+1区域是否被处于R区域的每个天线元件的波束指向相关联的一组相位权重充分覆盖，其中相位权重使用单元索引和子阵列索引计算；

若条件为否，则向子阵列发送从R区域对应的位置加载相位权重的操作数，若条件为是，则将R区域更新为R+1区域，并确定子阵列的天线元件将指向R+1区域。

具体地，所述优化子阵列的划分的方法包括：