圆台结构的相控阵天线及其束波指向计算系统与方法技术方案

本发明专利技术本发明专利技术涉及一种圆台结构的相控阵天线及其束波指向计算系统与方法，属于天线和无线电定向领域结合。解决现有平面相控阵天线波束覆盖范围窄以及球面相控阵天线系统结构较为复杂的技术问题。本发明专利技术相控阵天线包括圆台状天线基底，在其上表面及侧面均设置多个阵元天线。束波指向计算系统包括包括四路第一移相器、第一功分器、第二功分器及一路四功分器、第三功分器、第四功分器与两路5选1开关及数字信号处理单元，利用两路5选1开关快速切换位于天线基底上表面4个阵元天线信号，采用相位比较方法，可以在ms级的时间内算出来波方向。因此本发明专利技术兼具平面相控阵天线易于DOA估计和球面相控阵天线波束范围宽的特点。面相控阵天线波束范围宽的特点。面相控阵天线波束范围宽的特点。

【技术实现步骤摘要】
圆台结构的相控阵天线及其束波指向计算系统与方法


[0001]本专利技术涉及一种宽波束范围的相控阵天线及其来波角度测量方法，属于天线和无线电定向领域结合。

技术介绍

[0002]为设计、加工及计算简单，大多相控阵天线均采用了平面阵，如图1所示。平面阵虽然信号处理简单，缺点也是显而易见的，那就是覆盖范围较窄，一般只能用到
±
60
°
范围。因此，为了提高波束覆盖范围，有些厂家研制出球面相控阵天线，阵元天线布置如图2。球面相控阵天线具有各向基本相同的增益，可以在
±
90
°
范围内工作，由于所有的阵元天线处于不同姿态，无法取得增益基本一致的阵元天线，进行DOA（波束指向）估计，即使采用Cordic相位测量算法，也会因为阵元天线仰角不一致相位中心偏离中心而误差较大，因此，球面相控阵天线的波束指向只能依赖于惯导保持方向、磁罗盘测向或全球卫星定位系统测向(双天线RTK测向技术)，造成整个系统较为复杂；另外此类相控阵天线的几何高度较高，不适用于某些对于安装高度有限制的应用场合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆台结构的相控阵天线，其特征在于：包括圆台状天线基底(1)以及设置在圆台状天线基底(1)表面的n个阵元天线(2)；其中n为大于等于6的正整数；n1个阵元天线(2)排布在圆台状天线基底的上表面(4)；n1个阵元天线(2)中至少有4个阵元天线的中心连线为正方形，将位于对角线的两个阵元天线分别定义为第一阵元天线(6)和第二阵元天线(7)；另外两个位于对角线的阵元天线分别定义为第三阵元天线(8)和第四阵元天线(9)；其中n1为大于等于4小于n的正整数；n2个阵元天线(2)排布在圆台状天线基底的侧面(5)；将n2个阵元天线(2)划分为m组天线单元，每组天线单元包括m1个阵元天线，m1个阵元天线沿圆台状天线基底的侧面(5)周向排布；m组天线单元沿圆台状天线基底(1)轴向排布，其中n2=n
‑
n1，m为大于等于1的正整数，m1为大于等于1小于等于n2的正整数。2.根据权利要求1所述的圆台结构的相控阵天线，其特征在于：还包括设置在圆台状天线基底(1)底部的支撑座(3)。3.根据权利要求2所述的圆台结构的相控阵天线，其特征在于：在支撑座(3)内部设置有磁罗盘或全球卫星定位测向系统。4.根据权利要求3所述的圆台结构的相控阵天线，其特征在于：圆台状天线轴截面圆锥母线和底平面的夹角为45
°
。5.根据权利要求4所述的圆台结构的相控阵天线，其特征在于：n等于16，n1等于8，n2等于8，m等于1，m1等于8。6.一种应用于权利要求1
‑
5任一所述圆台结构的相控阵天线的束波指向计算系统，其特征在于：包括四路第一移相器(10)、四路第一功分器、四路第二功分器、一路四功分器、一路第三功分器、一路第四功分器、两路5选1开关及数字信号处理单元；第一阵元天线(6)、第二阵元天线(7)、第三阵元天线(8)和第四阵元天线(9)发送的信号分别经过一一对应的四路第一移相器(10)移相后，再分别通过四路...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔红岗，李凡，侯建彬，
申请(专利权)人：西安星通通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：