【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线电接收接收阵列模块化、组合化设计方向，具体指采用数字相控阵技术体制和模块化的方法，以广义的波束数据流为媒介，满足装备通用化、系列化、组合化的需求，实现电子对抗阵列系统的高适应性和可快速升级性，将阵列的基本功能和应用进行分离设计，实现基本功能的底层数据和处理资源的充分共享，基于模块化的天线阵列，通过积木式拼接，快速形成可满足特定应用需求的相控阵应用。在模块化设计的系统框架基础上，尽可能保持天线阵列模块之间的相对独立性。
技术介绍
1、宽带多功能阵列天线采用更多的接收单元，可以数倍提高系统容量和提供灵活布阵，在通信、雷达、电子接收领域得到广泛的应用。新一代宽带阵列天线系统单元数量庞大、工作方式复杂，多通道传输一致性要求高，对阵面控制和传输系统的功能性能、可靠性和测试验证都提出了很高的要求。
2、宽带多功能阵列天线波束快速扫描主要依靠波束控制实现相控阵天线波束的指向变化控制，通过快速变频切换实现频率扫描跟踪，通过极化、增益、衰减控制实现对不同强弱信号的快速接收。波速控制速度、频率切换速度、极化、增益和衰减控制速度严重制约大型阵列天线的扫描跟踪速度和多目标的处理能力。
3、随着超大规模数字电路、微处理芯片等元器件和光纤技术的发展，基于数字化、开放式、软件化的数字阵列控制应用，已经越来越广泛。数字阵列控制不仅完成对天线阵面的波束控制，还完成快速变频率切换、极化、增益和衰减控制，阵面回波数据和状态信息传输。
4、模块化组合式平面阵列控制技术可完成阵面、子阵和组件上行控制链路和下行数据通路
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中的不足之处，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种适用于宽带多功能阵列天线的模块化组合式平面阵列控制技术，该方法综合利用了模块化组合式组阵技术、前端模组接收、阵列重构、波束合成、阵列状态控制、校准、同步技术，依靠波束控制实现相控阵天线波束的指向变化控制，通过快速变频切换实现频率扫描跟踪，通过极化、增益、衰减控制实现对不同强弱信号的快速接收，提高大型阵列天线的扫描跟踪速度和多目标的处理能力。
2、本专利技术所要解决的技术问题是由以下技术方案实现的：
3、模块化组合式平面阵列控制技术，包括以下步骤：
4、(1)模块化组合式组阵：
5、天线阵面由天线模块组成。天线阵面根据天线增益、波束宽度等指标要求选择组阵的模块规模与数量。每个模块由m列×n行天线单元组成，m、n为正整数。每列2i个模块，每行2j个模块，i，j≥0，i，j为整数，有效口径天线单元数为：每列单元数n＝2in，每行单元数m＝2jm，阵列规模为m列×n行。
6、(2)天线模块信号接收方式：天线模块m列×n行的每个天线单元，接收两路信号进入接收组件，进行滤波、放大，然后由模组极化合成网络对每列信号进行波束合成，通过多级时延器置时延或通过数控移相器置相位，调整俯仰合成角度完成俯仰面扫描，生成m路垂直极化合成信号和m路水平极化合成信号。
7、(3)阵列重构方式：
8、对天线阵面m列×n行，可以按列进行子阵划分，将m列分成kl份，kl小于等于≤m，为正整数：
9、kl＝1，即为全阵模式；
10、kl＝2，即为1/2子阵模式；
11、kl＝m，即为列子阵模式。
12、对天线阵面m列×n行，可以按行进行子阵划分，将n行分成kr份，kr小于等于≤n：
13、kr＝1，即为全阵模式；
14、kr＝2，即为1/2子阵模式；
15、kr＝m，即为行子阵模式。
16、也可以行列结合的方式进行子阵划分，子阵分位若干个m/2列，n/2行，m/4列，m/4行等。
17、(4)波束合成方式：首先进行天线模块的列合成，再进行子阵的模拟列合成，最后进行全阵或子阵的波束合成。
18、(5)阵列的状态控制：阵列控制包括：极化控制、增益控制、方位俯仰合成角度控制、变频控制、子阵工作模式控制、校准控制等。对前端阵列通过网络、串口进行控制，并将设备状态信息回传至控制端。
19、(6)阵列的校准控制：
20、校准源接收控制端的控制产生校准信号，将校准信号分路输出至极化选择开关，由极化选择开关将接收通道切换为校准状态，对接收通道进行校准。采用梳妆谱信号进行校准。以400mhz瞬时带宽为例，校准源产生41个频点，频率间隔为10mhz，对每个频点采集阵列各路之间的相位差，根据相位差计算校准系数，形成校准表。
21、(7)阵列的同步：
22、前端阵列需要提供同源的参考频率，参考频率10mhz，到各接收模块的功率不小于3dbm。前端阵列需要提供b码、秒脉冲，时统误差：≤20ns。
23、其中，在步骤(1)中，每个天线模块由m列×n行天线单元组成，m、n为正整数，每个天线单元包括垂直极化和水平极化。模块内天线单元间距为dx，dy，单元间距由可接收最高频率、扫描角度范围、波束合成效率等因素确定。模块大小根据天线频段切分，一般将体积重量控制在可接受的最小可搬移尺寸d内。mdx≤d，ndx≤d，mdy≤d，ndy≤d。在对阵列进行裁剪时，可以根据接收需求只选择一种极化方式。
24、其中，在步骤(2)中，对天线模块m列×n行的天线单元，每列n个天线单元，接收n路垂直极化射频信号和n路水平极化射频信号。n路垂直极化射频信号接入模组垂直极化合成网络，模组垂直极化合成生成1路垂直极化合成信号。n路水平极化射频信号接入模组水平极化合成网络，模组水平极化合成生成1路水平极化合成信号。天线模块m列×n行共生成m路垂直极化合成信号和m路水平极化合成信号。
25、其中，在步骤(4)中，首先进行天线模块的列合成处理。对m列×n行天线单元每列接收的n个垂直极化和n个水平极化射频信号，经滤波、放大后，分别进行指定仰角的模拟合成，生成1个垂直极化列合成信号和一个水平极化列合成信号。
26、再进行子阵的列合成处理。对每列n个单元根据子阵划分，分成kr组子阵单元模组。每个子阵包含若干个天线模块，天线模块的数量为k＝m/kr。子阵极化选择合成网络可以同时接收垂直极化和水平极化信号，对这k个垂直极化和k个水平极化的天线模块列合成数据，根据俯仰扫描角度要求进行列合成，并产生所需的垂直、水平或斜极化信号。
27、子阵单元模组1～子阵单元模组kr，可以分组，分别进行极化选择与按列模拟合成、变频。变频可以使用独立本振变频，也可以共本振变频，满足通信、雷达侦察独立使用。
28、在进行全阵波束形成，将kr个子阵单元模组合成后进行极化选择和变频，采用数字波束合成的形式，形成列波束，提高俯仰面扫描速度，扩大扫描角度范围。对列波束形成数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，包括具体以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，在步骤1中，每个天线单元均包括垂直极化和水平极化；每个天线模块内天线单元间距为dx和dy。
3.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，在步骤2中，对天线模块m列×n行的天线单元，每列的n个天线单元，接收n路垂直极化射频信号和n路水平极化射频信号；
4.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，在步骤4中，对m列×n行天线单元每列接收的n个垂直极化和n个水平极化射频信号，经滤波、放大后，分别进行指定仰角的模拟合成，生成1个垂直极化列合成信号和1个水平极化列合成信号；
5.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，在步骤5中，阵列控制分别多级控制；状态控制指令分为3类：工作参数设置指令，工作状态切换指令和状态上报指令；
6.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，
...【技术特征摘要】
1.一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，包括具体以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，在步骤1中，每个天线单元均包括垂直极化和水平极化；每个天线模块内天线单元间距为dx和dy。
3.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制方法，其特征在于，在步骤2中，对天线模块m列×n行的天线单元，每列的n个天线单元，接收n路垂直极化射频信号和n路水平极化射频信号；
4.根据权利要求1所述的一种模块化组合式平面阵列天线的控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宗恕，王福建，余贤，刘志刚，郭子放，王浩，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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