[发明专利]一种相控阵天线波束控制系统

摘要

一种相控阵天线波束控制系统，相控阵天线上设有移相器和延时器，相控阵天线的子阵级上两个移相器通道对应一个延时器。通过延时剩余法计算出移相器控制码，再利用中频随动法计算移相码。本发明在延时剩余法的基础上，提出了中频随动法，中频随动法能够在不改变延时器的硬件设计基础上，通过算法优化，改进天线宽带指向误差、增益、栅瓣等指标。这种算法不仅具有更好的适应性，而且能够改善天线宽带方向图性能。

主权项

1.一种相控阵天线波束控制系统，其特征在于：相控阵天线上设有移相器和延时器；所述相控阵天线的子阵级上两个移相器通道对应一个延时器；通过延时剩余法计算出移相器控制码，再利用中频随动法计算移相码；具体步骤如下：步骤1：设相控阵天线的子阵级的延时器所对应的延时通道的数量为奇数，且所述延时通道采用关于阵列中心对称设计，即得相控阵天线的坐标规则；并将移相器坐标步进设置为2；步骤2：推算波控码，设定相控阵天线的子阵级系统为坐标系，辐射法线方向为+Y，法线方向扫描角θ为0°，向+X方向扫描为正，向—X方向扫描为负；所述相控阵天线单元间距为△x；步骤3：设延时器最低位波长步进数为Dstep，通过对中心频率f0进行设计；设延时器基态为不延迟，其他态为延迟；即时间为滞后；步骤4：设延时器的位数为d，移相器的坐标为n，延时器的坐标为m，得出延时器所需要的理论延时量为步骤5：通过延时器最低为波长步进以及延时坐标中心对称的设计，得到量化后的延时控制码为步骤6：取延时控制码在[Dmin，Dmax]的取值范围，进一步推算延时控制码得D′b(θ,m)＝max(Dmin，Db(θ,m))D″b(θ,m)＝max(Dmin，D′b(θ,m))D″b(θ,m)为最终的延时波波控控制码；步骤7：将延时控制码量化，使得每个相控阵天线的子阵级都存在一个延时剩余量，该剩余量计算公式如下所述延时剩余量由相控阵天线的子阵级内的移相器实现；步骤8：移相器使用非频率相关的形式，设定移相器的基态为不移相，其他态为相位滞后式移相，移相器所需理论移相量为且移相器最低位相位步进为因此可得移相器控制码为根据延时器与移相器的控制码，单个相控阵天线的通道最终在频率为fc时的传输相位为步骤9：使用中频随动法计算瞬时信号带宽会在一个较大的工作频带内移动的情况，在控制码计算过程中，移相码计算根据瞬时信号中心频率fd进行随动，即