【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及毫米波相控陣天線，尤其涉及一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法。
技術介紹
1、隨著電子技術的快速發展，各種功能的電子器件不斷涌現，對雷達系統所能實現功能的要求與日俱增。傳統相控陣天線僅采用移相器控制，從本質上講，是一個窄帶系統。對于大瞬時帶寬多通道相控陣天線，由于存在孔徑效應以及波束空間色散等問題，使得在不同頻率下波束在空間合成不一致，無法實現寬帶信號發射波束的空間合成，且存在波束指向偏移等問題。另外，窄帶相控陣天線傳輸寬帶信號時，陣列天線單元信號功率合成效率也受到限制。故如不采用時間延時控制等措施，則不能實現瞬時帶寬信號的有效輻射和接收。
2、一方面，目前可使用的時間延時控制措施通常為在射頻通道內部集成延時的方式，當相控陣天線孔徑較大，天線單元數目較多時，方案所需的芯片數量較多，成本高昂。
3、例如，專利技術專利cn113253210b公開了一種全數字式移頻移相的大瞬時寬帶相控陣及方法，該寬帶相控陣包括陣列天線單元、t/r組件、數字式移相器、變頻組件和移頻移相器。移頻移相器用于計算所需的發射/接收信號初始相位和頻率的補償值，完成對信號的補償，保證每一路信號等幅等相位輸出；變頻組件用于對補償后的發射/接收信號進行頻率搬移，將輸出信號搬移到射頻頻段進行傳輸；數字移相器用于對每一路發射信號進行相位再一次補償，或者對每一路接收信號進行相位第一次補償；t/r組件用于與陣列天線單元連接，進行信號的收發。實現步驟如下：（1）調取暗室發射校準模式下預先校準儲存的數據，通過移頻移相器計算出所需要的
4、雖然該專利通過全數字式的移頻移相方法解決了波束空間色散及波束指向偏移等問題，但是該專利的方案在天線陣面的每個單元鏈路中均需要放置一個變頻組件，變頻組件體積大且價格貴，數量太多之后難以用在毫米波頻段的相控陣天線系統中。尤其是在衛通領域，天線單元數量幾千甚至上萬都是常事，該方案則需要幾千上萬個變頻組件，成本會非常昂貴，且無法達到結構設計要求，故該種方案只能應用于通道數量少的相控陣天線，不易于用在通道數多的寬瞬時帶寬的相控陣天線，通用性較差。
5、又如，專利技術專利申請cn107966689a公開了一種寬帶相控陣的延時電路組，包括延時電路、收/發電路、波控電路以及電源電路。該方案通過獨立的延時組件進行補償，包括盒體、用于密封盒體的蓋板、設在盒體內的微波多層基板、設在微波多層基板表面的延時電路組。延時電路，包括一條包含低位延時芯片的低位延時支路和一條包含中位和高位延時芯片的高位延時支路，可通過開關芯片選擇低位延時支路和高位延時支路。兩條支路選用不同延時步進的延時芯片，其中低位延時芯片延時步進為5.5ps，中位延時芯片延時步進為22ps，高位延時步進為88ps。
6、雖然該專利提出了一種解決空間色散的延時電路，但從架構上來看，該方案仍然屬于一級延時構架，且在不同延時量的情況下，需要通過開關選擇不同的延時支路，兩條延時支路不能同時工作，這使得器件利用率不高，電路設計更為復雜，使用器件數量更多，尤其是在通道數多的大型陣面，由于只存在一級構架，需要很多個延時組件，芯片數量和成本均倍增；從內容來看，該專利僅給出了一種延時電路組，并未給出具體的延時計算策略。由于兩條延時支路所有延時芯片的步進均不同，而延時波長的計算與延時步進相關，這意味著需要分別去計算出兩條支路所需延時波長，再根據計算的結果選擇某條延時支路并將延時波長寫入延時芯片，這種延時電路所需的延時計算方法也更為復雜。
7、另一方面，提升相控陣的瞬時帶寬可以有效提高目標距離測量精度；有利于獲得高分辨率；提高雷達反偵察能力與抗干擾能力；有助于抑制多徑信號干擾，故開發和設計大瞬時帶寬的多通道寬帶相控陣天線具有重要的實際應用價值。
8、綜上，針對當前大口徑大瞬時多通道的帶寬寬帶相控陣天線，迫切需要綜合天線性能和成本制定更為合理的延時加載策略。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提出一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，是一種綜合天線性能和成本后更為合理的延時加載策略，可降低成本，解決波束空間色散及波束指向偏移等問題。
2、本專利技術采用的技術方案如下：
3、一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，包括：
4、對天線陣面及其天線單元進行劃分，所述天線陣面包括m個二級延時子陣，每個二級延時子陣包括n個一級延時子陣，每個一級延時子陣包括k個天線單元；
5、配置每個二級延時子陣共用一個延時線鏈路，通過多顆延時芯片級聯，作為二級延時線；配置每個一級延時子陣共用一個延時線鏈路，通過多顆延時芯片級聯，作為一級延時線；各級延時線通過t/r組件和/或饋電組件實現；
6、通過t/r組件中的數字移相器、一級延時線的延時芯片和二級延時線的延時芯片，對每個天線單元進行延時補償。
7、進一步地，所述通過t/r組件中的數字移相器、一級延時線的延時芯片和二級延時線的延時芯片，對每個天線單元進行延時補償，包括：
8、當天線單元接收到角度指令后，計算出各級延時子陣的波長并寫入對應的延時芯片，再計算相位碼并寫入t/r組件，從而形成符合要求的波束，實現延時補償。
9、進一步地，所述計算出各級延時子陣的波長并寫入對應的延時芯片，再計算相位碼并寫入t/r組件，包括：
10、計算延時芯片的相位步進，接收信號處理機下發的角度指令，獲得包括角度值和頻率碼在內的信息；
11、計算全陣、各一級延時子陣和各二級延時子陣的最大理論相位，并計算各一級延時子陣和二級延時子陣對應的延時芯片的波長；
12、對天線陣面的各天線單元進行近場校準與延時態校準；
13、計算各天線單元的最終實際相位，并寫入t/r組件多功能芯片，形成符合要求的波束。
14、進一步地，所述計算延時芯片的相位步進，包括：
15、根據相控陣天線所選延時芯片型號，計算延時芯片最小延時步進時間對應的相位，即延時芯片的相位步進ph_chip，計算方法包括：ph_chip?=?2π*延時芯片中心頻點*延時步進/1000。
16、進一步地，所述計算全陣、各一級延時子陣和各二級延時子陣的最大理論相位，包括：
17、根據天線單元順序、劃分的一級延時子陣和二級延時子陣，計算1個天線陣面的最大理論相位ph_all，計算m個二級延時子陣的最大理論相位[ph2_1,?…,?ph2_m]，并計算m*n個一級延時子陣的最大理論相位[ph1_1_本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述通過T/R組件中的數字移相器、一級延時線的延時芯片和二級延時線的延時芯片，對每個天線單元進行延時補償，包括：
3.根據權利要求2所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述計算出各級延時子陣的波長并寫入對應的延時芯片，再計算相位碼并寫入T/R組件，包括：
4.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述計算延時芯片的相位步進，包括：
5.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述計算全陣、各一級延時子陣和各二級延時子陣的最大理論相位，包括：
6.根據權利要求5所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述理論相位的計算方法包括：
7.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，各二級延時子陣對應的延時
8.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，各一級延時子陣對應的延時芯片的波長計算方法包括：
9.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述對天線陣面的各天線單元進行近場校準與延時態校準，包括：
10.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述計算各天線單元的最終實際相位，并寫入T/R組件多功能芯片，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述通過t/r組件中的數字移相器、一級延時線的延時芯片和二級延時線的延時芯片，對每個天線單元進行延時補償，包括：
3.根據權利要求2所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述計算出各級延時子陣的波長并寫入對應的延時芯片，再計算相位碼并寫入t/r組件，包括：
4.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述計算延時芯片的相位步進，包括：
5.根據權利要求3所述的一種寬瞬時帶寬多通道的相控陣天線延時補償方法，其特征在于，所述計算全陣、各一級延時子陣和各二級延時子陣的最大理論相位...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳耀，鄭凌，肖潤均，艾建，
申請(專利權)人：成都華興大地科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。