一种数字相控阵的发射波束成型方法与流程

本发明涉及数字相控阵，特别是涉及一种数字相控阵的发射波束成型方法。

背景技术：

1、数字相控阵以数字方式精确控制天线的波束指向和形成。与传统相控阵天线相比，其具有体积小，成本低的优势，但是由于阵列各通道间器件性能差异、时钟和同步信号传输路径差异、阵列天线单元的实际位置误差以及阵列天线单元间的互耦效应等因素的影响，阵列通道之间的初始相位和幅度具有不一致性，会造成阵列波束方向图发生畸变。

2、因此，需要对数字相控阵的发射阵元的幅相一致性进行校准，但是传统的校准方式大多没有考虑温度的影响，虽然近些年来考虑到进行温度补偿，但一般都是通过查表方式，而查表方式涉及到的温度信息是离散的，如果处于两个离散温度之间，往往只能通过取最接近温度的方式进行补偿，这样将对波束成型的准确性带来不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数字相控阵的发射波束成型方法，能够拟合出每一个温度分段区间下各个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差随温度变化的关系函数，并在进行发射波束成型时，进行各个发射阵元的基带发射信号的补偿，从而克服通道不一致对发射波束成型带来的影响，实现精确的波束成型。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：包括：

3、s1.产生发射校准信号，分别通过数字相控阵的n个发射阵元后，检测各个发射阵元输出信号的幅度信息和相位信息；

4、s2.选择数字相控阵的第一个发射阵元作为基准发射阵元，计算第2～n个发射阵元相对于基准发射阵元的幅度差和相位差；

5、s3.在给定的温度区间内，按照固定的温度步进逐步提升温度，并在每一个温度下重复执行步骤s1～s2，然后对温度区间进行分段得到多个温度分段区间，拟合出每一个温度分段区间下第2～n个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差随温度变化的关系函数；

6、s4.在进行发射波束成型时，首先产生数字基带信号，将基带数字信号分别乘以各个发射阵元的加权系数后，得到各个发射阵元的基带发射信号；

7、s5.根据信号发射时实际的温度所在的温度分段区间，获取第2～n个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差随温度变化的关系函数，计算第2～n个发射阵元相对于基准发射阵元的相位差和幅度差；

8、s6.在对各个发射阵元的基带信号进行发射前，利用第2～n个发射阵元相对于基准发射阵元的相位差和幅度差相对于基准发射阵元的幅度差和相位差，对各个发射阵元的基带发射信号进行补偿，得到补偿后各个发射阵元的基带发射信号；

9、s7.将补偿后各个发射阵元的基带发射信号，发送给对应的发射阵元进行发射，完成发射波束成型。

10、本发明的有益效果是：本发明考虑到各个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差随着温度的变换的复杂性，如果在很大范围的温度内，很难一个函数关系进行描述，故将温度区间进行分段，每个分段内，函数关系是能够进行拟合确定的，因此本发明拟合出每一个温度分段区间下各个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差随温度变化的关系函数，从而在应用时根据实际环境温度能够得到各个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差，从而在发射波束成型时，对基带发射信号进行补偿，实现精确的发射波束成型。

技术特征：

1.一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：所述步骤s1包括：

3.根据权利要求1所述的一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：所述步骤s2包括：

4.根据权利要求1所述的一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：所述步骤s3包括：

5.根据权利要求1所述的一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：所述步骤s4包括：

6.根据权利要求1所述的一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：所述步骤s5包括：

7.根据权利要求6所述的一种数字相控阵的发射波束成型方法，其特征在于：所述步骤s6中，对于第1个发射阵元，由于第1个发射阵元为基准发射阵元，故其与基准发射阵元之间的幅度从和相位差均为0，故对其补偿后的基带数字信号不变；

技术总结
本发明公开了一种数字相控阵的发射波束成型方法,包括：S1.检测各个发射阵元输出信号的幅度信息和相位信息；S2.计算第2~N个发射阵元相对于基准发射阵元的幅度差和相位差；S3.拟合出多个温度分段区间下第2~N个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差随温度变化的关系函数；S4.获取各个发射阵元的基带发射信号；S5.根据实际温度确定相位差和幅度差；S6.获取补偿后各个发射阵元的基带发射信号；S7.发射波束成型。本发明能够拟合出每一个温度分段区间下各个发射阵元与基准发射阵元之间幅度差、相位差随温度变化的关系函数，并在进行发射波束成型时，进行各个发射阵元的基带发射信号的补偿，从而克服通道不一致对发射波束成型带来的影响。

技术研发人员：李钦昕,刘志勇,刘剑辉
受保护的技术使用者：广州市宸思通讯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/12