相控阵列天线系统技术方案

技术编号:26800792 阅读:35 留言:0更新日期:2020-12-22 17:19
本发明专利技术提供了用于实现具有视轴方向的相控阵列天线的系统和方法。为该相控阵列天线选择限定的扫描角度范围内的扫描角度,使得所选择的扫描角度不同于与该视轴方向相关联的扫描角度。与构成该相控阵列天线的多个天线元件中的每个天线元件相关联的天线端口阻抗随该相控阵列天线的该扫描角度而变化。多个放大器各自耦接到该多个天线元件中的一个天线元件的天线端口。该多个放大器中的每个放大器被配置为使得当天线端口处的阻抗对应于所选择的扫描角度时,实现该多个放大器的性能特性的最大值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相控阵列天线系统
本公开整体涉及通信领域,并且更具体地讲,涉及相控阵列天线。
技术介绍
相控阵列或电子扫描阵列是产生无线电波的波束的受控天线阵列,该无线电波的波束可被电子地引导以指向不同方向而不用移动天线。在阵列天线中,来自发射器的射频电流以正确相位关系馈送到各个天线,使得来自单独天线的无线电波相加在一起以增加期望方向上的辐射,同时抵消以抑制不期望方向上的辐射。通过以下方式来形成高增益的定向区域(被称为“波束”):使从每个辐射元件发射的信号的相位偏移以提供相长干涉和相消干涉,从而在期望方向上引导波束。由各个天线辐射的信号的相对振幅确定阵列的有效辐射图案。相控阵列可用于指向固定辐射图案,或用于在方位角或俯仰角上快速扫描。
技术实现思路
根据一个示例,提供了相控阵列天线,该相控阵列天线包括天线元件阵列,该天线元件阵列包括具有视轴方向的波束。多个相移器响应于调整通过该天线元件阵列传送的多个射频(RF)信号的相位的命令。控制器向该多个相移器提供该命令。所提供的命令由该多个相移器使用以在相对于该视轴方向的扫描角度范围内引导该波束。多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵列天线,所述相控阵列天线包括:/n天线元件阵列,所述天线元件阵列包括具有视轴方向的波束;/n多个相移器,所述多个相移器响应于调整通过所述天线元件阵列传送的多个信号的相位的命令;/n控制器,所述控制器用于向所述多个相移器提供所述命令,其中所提供的命令由所述多个相移器使用以在相对于所述视轴方向的扫描角度范围内引导所述波束;以及/n多个放大器,所述多个放大器用于放大所述多个信号,其中所述多个放大器中的每个放大器耦接到所述天线元件阵列的天线端口并且具有取决于所述天线端口处的天线端口阻抗的性能特性,其中所述天线阻抗随所述扫描角度范围内的所述波束的扫描角度而变化,并且在所述天线端口阻抗的与不...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180514 US 15/978,9091.一种相控阵列天线,所述相控阵列天线包括:
天线元件阵列,所述天线元件阵列包括具有视轴方向的波束;
多个相移器,所述多个相移器响应于调整通过所述天线元件阵列传送的多个信号的相位的命令;
控制器,所述控制器用于向所述多个相移器提供所述命令,其中所提供的命令由所述多个相移器使用以在相对于所述视轴方向的扫描角度范围内引导所述波束;以及
多个放大器,所述多个放大器用于放大所述多个信号,其中所述多个放大器中的每个放大器耦接到所述天线元件阵列的天线端口并且具有取决于所述天线端口处的天线端口阻抗的性能特性,其中所述天线阻抗随所述扫描角度范围内的所述波束的扫描角度而变化,并且在所述天线端口阻抗的与不同于所述视轴方向的所述扫描角度范围内的特定扫描角度相对应的值下实现所述性能特性的最大值。


2.根据权利要求1所述的相控阵列天线,所述多个天线元件中的每个天线元件具有对应的阻抗匹配网络以调整所述天线端口处的所述阻抗,使得当所述天线端口阻抗对应于所选择的扫描角度时,实现所述性能特性的所述最大值。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的相控阵列天线,其中选择所述扫描角度范围内的所述特定扫描角度以最大化所述相控阵列天线的性能度量。


4.根据权利要求3所述的相控阵列天线,其中所述多个放大器包括第一多个放大器,所述第一多个放大器各自被配置为放大在相关联的天线元件处接收的所述多个信号中的一个信号,所述性能度量包括所述相控阵列天线的增益与噪声温度比。


5.根据权利要求4所述的相控阵列天线,其中所述性能度量是第一性能特性并且所述特定扫描角度是第一特定扫描角度,所述多个放大器包括第二多个放大器,所述第二多个放大器各自被配置为放大所述多个信号中的信号以用于在相关联的天线元件处发射,使得当所述天线端口阻抗对应于不同于所述视轴方向和所述第一特定扫描角度的第二特定扫描角度时,实现所述相控阵列天线的第二性能度量的最大值,所述第二性能度量包括所述相控阵列天线的有效辐射功率和所述相控阵列天线的有效各向同性辐射功率中的一者。


6.根据权利要求3所述的相控阵列天线,其中所述多个放大器各自被配置为放大所述多个信号中的信号以用于在相关联的天线元件处发射,所述性能度量包括所述相控阵列天线的有效辐射功率和所述相控阵列天线的有效各向同性辐射功率中的一者。


7.根据权利要求3所述的相控阵列天线,其中选择所述特定扫描角度以使得所述性能度量在所述扫描角度范围内的所有扫描角度上的最小值被最大化。


8.根据权利要求3所述的相控阵列天线,其中选择所述特定扫描角度以使得所述性能度量在所述扫描角度范围内的所有扫描角度上的总和被最大化。


9.根据权利要求3所述的相控阵列天线,其中所述扫描角度范围限定最大扫描角度,并且所述特定扫描角度被选择为所述视轴方向与所述最大扫描角度之间的中途。


10.根据权利要求3所述的相控阵列天线,选择所述特定扫描角度以使所述性能度量的函数在所限定的扫描角度范围的适当子集内的所有扫描角度上最大化。


11.根据权利要求10所述的相控阵列天线,其中所限定的扫描角度范围的所述适当子集不包括所述视轴方向。


12.一种用于实现具有视轴方向的相控阵列天线的方法,所述方法包括:
选择所述相控阵列天线的限定的扫描角度范围内的扫描角度,使得所选择的扫描角度不同于与所述视轴方向相关联的扫描角度,与构成所述相控阵列天线的多个天线元件中的每个天线元件相关联的天线端口阻抗随所述相控阵列天线的所述扫描角度而变化;以及
配置各自耦接到所述多个天线元件中的一个天线元件的天线端口的多个放大器,使得当所述天线端口处的阻抗对应于所选择的扫描角度时,实现所述多个放大器的性能特性的最大值。


13.根据权利要求12所述的方法,其中选择所述相控阵列天线的限定的扫描角度范围内的扫描角度包括选择所述扫描角度以提供所述相控阵列天线的性能度量的函数在所述限定范围的子集内的所有扫描角度上的极值。


14.根据权利要求13所述的方法,其中所述性能度量是所述相控阵列天线的增益与噪声温度比、所述相控阵列天线的有效辐射功率和所述相控阵列天线的有效各向同性辐射功率中的一者。


15.根据权利要求13至14中任一项所述的方法,其中选择所述扫描角度以提供...

【专利技术属性】
技术研发人员:康拉德·米勒
申请(专利权)人:维尔塞特公司
类型:发明
国别省市:美国;US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1