CN108432088A - 具有子阵列的相控阵天线 - Google Patents

Abstract

用于相控阵列的天线包括多个独立阵列元件的矩形子阵列。平铺所述多个矩形子阵列以减少子阵列的相位中心的周期性。与每个独立的阵列元件使用移相器相反，所述天线对每个子阵列使用移相器。

Description

具有子阵列的相控阵天线

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2016年1月15日提交的、申请号为14/997，337、名称为“具有子阵列的相控阵天线”的美国非临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

当前的申请涉及在通信系统中使用的相控阵天线，并且具体涉及阵列元件的子阵列分组的排列和平铺。

背景技术

相控阵天线可以用于各种不同的无线通信网络，并且可以使用它们来在方位角和仰角平面中实现发射或接收的指向。指向发射和接收允许天线阵列将发射或接收资源引导到特定位置，这可以增加可用于服务给定节点的有效连接资源。在移动网络中，即设计为移动设备提供服务的网络，人们越来越关注波束控制，因为它允许将连接资源更好地集中到需要它们的位置。为了达到所需的方向性，需要相对较大的阵列。在传统的相控阵设计中，每个阵列元件有一个移相器、延迟线和/或幅度控制。这增加了阵列制造的成本和复杂性。为了降低系统复杂性，需要减少控制电路的数量。使用子阵列天线设计将少量阵列元件组合在一起，并且仅使用一个移相器或延迟线来驱动阵列元件组。然而，使用子阵列可能会导致栅瓣和减小阵列的指向性。

希望有用于通信系统的附加的、可替换的和/或改进的相控阵天线设计。

发明内容

根据本发明，提供了一种相控阵天线，包括：独立阵列元件的多个矩形子阵列，所述多个矩形子阵列平铺以降低所述多个子阵列的相位中心的周期性。

在所述相控阵天线的另一实施例中，各矩形子阵列中的阵列元件连接到公共移相器。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述多个矩形子阵列中的每一个具有相应的长轴和短轴。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述多个矩形子阵列的子集以长轴垂直于其它矩形子阵列的长轴布置的方式平铺。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述矩形子阵列平铺以沿所述相控阵天线的轴线提供更多数量的相位中心位置。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述矩形子阵列的相位中心位于相应的矩形子阵列内。

在所述相控阵天线的另一实施例中，每个所述矩形子阵列包括8个独立的阵列元件。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述矩形子阵列包括独立阵列元件的4×2矩形。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述矩形子阵列还包括独立阵列元件的8×1矩形。

在所述相控阵天线的另一实施例中，存在比8×1矩形子阵列数量更多的4×2矩形子阵列。

在所述相控阵天线的另一实施例中，每个子阵列与幅度加权相关联。

在所述相控阵天线的另一实施例中，为所述子阵列分配所述幅度加权以提供列加权的近似值。

在相控阵列天线的另一实施例中，每个矩形子阵列内的两个或更多个独立的阵列元件与不同的幅度加权相关联。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述幅度加权是切比雪夫加权。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述相控阵天线所使用的频率在大约71-86GHz的范围内。

在所述相控阵天线的另一实施例中，独立天线元件之间的间隔近似等于其中λ₀是在所述相控阵天线的特定工作频率下的自由空间中的波长。

在所述相控阵天线的另一实施例中，有1024个独立的天线元件。

在相控阵列天线的另一实施例中，相应的矩形子阵列中的阵列元件连接到公共延迟线。

在所述相控阵天线的另一实施例中，跨所述多个矩形子阵列的独立阵列元件布置再规则栅格图案中。

在所述相控阵天线的另一实施例中，所述相控阵天线中的每个子阵列是矩形子阵列。

根据本公开，还提供了一种相控阵天线，包括：多个相控阵天线组件，每个所述相控阵天线组件包括独立阵列元件的多个矩形子阵列，所述多个矩形子阵列平铺以减少所述多个子阵列的相位中心的周期性。

附图说明

此处参考附图描述实施例，其中：

图1描绘了一种简化的通信网络；

图2示意性示出了一种可以在通信网络中使用的天线阵列；

图3是根据图1的相控阵天线的方向性的3D图；

图4是的穿过图3的3D图的切片的图；

图5描绘了具有子阵列沿着子阵列的相位中心位置的相控阵天线；

图6是根据图5的相控阵天线的方向性的3D图；

图7是的穿过图6的3D图的切片的图；

图8描绘了具有子阵列以及子阵列的相位中心位置的另一个相控阵天线；

图9是根据图8的相控阵天线的方向性的3D图；

图10是时穿过图9的3D图的切片的图；

图11描述了应用于子阵列的切比雪夫加权；

图12是根据图11的相控阵天线的方向性的3D图；

图13是时穿过图12的3D图的切片的图；

图14描绘了图8的天线的频率响应图；

图15是图14的部分放大图；以及

图16描绘了由多个相控阵天线组成的天线。

具体实施方式

图1描绘了一种简化的无线通信系统。如图所示，多个基站或收发器102a、102b、102c(统称为收发器102)连接到网络104。网络104是可以向移动设备提供服务并且可以提供数据和语音服务中的至少一个的移动网络。通过诸如收发器102的接入点连接到网络104，移动设备可以连接到包括因特网的其它网络。收发器102均可以通过无线连接与被描绘为移动设备106a、106b、106c和106d(统称为移动设备106)的一个或多个移动设备进行通信。移动设备106和收发器102均包括用于发射和接收射频(radio frequency，RF)信号的一个或多个无线电天线。在很多网络中，当收发器102a、102b、102c可以利用相控阵列天线时，可以改善方向性并因此提高网络效率。本领域的技术人员将会理解，术语“移动设备”是指可以连接到移动网络的设备，并且不应该被解释为设备本身能够移动的要求。诸如传感器的机器对机器设备被认为是移动设备，尽管它可能不一定是移动的。收发器102可以通过固定链路连接到网络104，并且这些链路本身可以是在所述无线链路的一端或两端利用相控阵天线的无线链路。尽管图1中将收发信机102图示为连接到网络104，但是应当理解，接入点可以通过无线连接到自身连接到网络104的另一接入点来连接到网络104。这样，相控阵列可以是用于提供回程通信链路以及接入点间通信链路。

尽管相控阵可以用于许多不同的网络实现中，包括在第三代和第四代(3G/4G)移动网络(例如支持由第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project，3GPP)定义的长期演进(Long Term Evolution，LTE)网络标准的那些)中，下面的讨论将针对在第五代无线网络(5G)等下一代无线网络中的相位阵的应用。这不应被视为限制相控阵天线的适用范围。

为了提供诸如5G的下一代无线网络所期望的性能，网络可以在发射机和接收机中包括相控阵天线，以允许传输波束被指向并且允许接收机在方位平面以及仰角平面被定向。尽管由所述相控阵列扫描的特定视场(field of view，FOV)将根据具体要求而变化，但通常，设计目标是允许主波束在方位角和仰角平面+/-30°指向。下面进一步描述的天线设计利用了独立阵列元件的多个矩形子阵列。应当理解，每个子阵列具有相位中心。所述子阵列被布置为减少相位中心位置的周期性。目前的天线设计并没有使用矩形子阵列的规则栅格平铺(这导致高度周期性的相位中心位置)，而是将随机性或伪随机性引入到矩形子阵列的平铺中。规则形状的子阵列的随机平铺将非周期性引入相位中心位置。所描述的配置允许减少所需的控制电路的数量，因为每个子阵列由单个控制电路服务，而不是每个独立阵列元件需要其自己的控制电路。控制电路的减少以及相对简单的子阵列平铺图案可以降低成本、简化设计过程和/或简化天线的制造。

图2示意性地描绘了可以在通信网络中使用的天线阵列。天线阵列200包括规则间隔的独立阵列元件204的栅格202，其也可以被称为天线元件。每个天线元件204能够发送和/或接收信号。注意到，为了图2的清楚起见，仅标记了单个阵列元件204。独立阵列元件之间的栅格间隔可以根据包括天线将使用的频率范围的设计细节而变化。栅格间隔可以近似为其中λ₀是正在发送或接收的信号的自由空间中的波长。天线200的发送或接收方向可以通过移动发送或接收的用于独立阵列元件的信号的相位来控制。如图2所示，栅格阵列202与控制电路206相关联，控制电路206包括用于每个独立阵列元件的移相器208。例如，用于在发射和接收电路、放大器等之间切换的附加部件可以被包括在控制电路206中。

图3是常规相控阵天线的辐射图案的3D图。为计算辐射图案而建模的相控阵天线包括如图2所示的各向同性阵列元件的16×16栅格，栅格间距为其中c为光速。使用数学建模软件计算在θ＝15°和φ＝15°的空间位置处的天线辐射图案指向。如图3所示，所述天线的辐射图案或辐射强度是高度定向的。在86GHz的操作频率下，峰值方向性302的传输强度是25.72dBi(相对于各向同性的分贝)。图4是的图3的3D图的切片的图。如所描绘的，主光束402在处出现。此外，旁瓣404的电平都比主波束低13dBc(相对于载波的分贝)。

尽管具有用于每个独立阵列元件的移相器的天线阵列(诸如天线阵列200)可以提供期望的性能，但是用于控制每个阵列元件的多个移相器和相关联的电路增加了附加成本并且可能使天线的可制造性复杂化。可以将多个阵列元件(例如阵列元件的行或列)组合在一起，并为每个分组提供单个移相器或延迟线。虽然这种技术减少了所需的移相器或延迟线的数量，但它也影响天线阵列的性能。将阵列元件分组在一起可能会降低阵列的FOV。另外，阵列元件的分组还可以增加旁瓣电平并且在被指向时生成一个或多个栅瓣。

为了减少相控阵所需的控制电路的数量，独立阵列元件可以被组合到子阵列中，并且子阵列被驱动，就好像它是阵列元件一样。例如，如果相控阵使用将8个独立阵列元件组合在一起的子阵列，则控制电路的数量将减少每个子阵列都有一个相关的相位中心，对于元件间间距为的矩形子阵列的规则平铺，两个相位中心位置之间的距离在特定的工作频率下将大于λ₀。子阵列的相位中心之间的相对较大的距离将导致在辐射束指向期间出现栅瓣。尽管可以使用复杂的设计和制造技术，例如不规则四角形子阵列的随机平铺，以减少子阵列产生的栅瓣，但这样的技术可能难以设计和制造，其转而在金钱和时间上花费较高。不规则的四角形是通过沿着边缘连接三个或更多个相等的正方形而形成的非矩形形状。如本文进一步描述的，在相控阵中使用的控制电路数量的减少是由于使用子阵列造成的。虽然使用基于不规则的四角形的平铺实现了控制电路的数量的减少，但是这会使设计和制造复杂度相应地增加。在下文中，描述了使用矩形阵列的阵列，其具有控制电路数量的等效减少，由于子阵列的规则形状而允许更简单的馈送结构，并且通过将随机性引入平铺模式减小子阵列的相位中心的周期性来维持可接受的旁瓣电平。本领域技术人员将会理解，这也可以被描述为利用增加子阵列的相位中心的非周期性的子阵列平铺。

图5描绘了由规则形状的子阵列506平铺形成的相控阵天线500，以及子阵列506的相位中心位置516。图5的右半部分示出了子阵列的相位中心516的位置，而未示出子阵列或天线元件。相控阵天线500包括独立阵列元件504的周期性栅格502。每个独立阵列元件可以是能够辐射或检测RF能量的天线。独立阵列元件504典型地全部是相同类型或形状的天线，诸如单极天线、偶极天线或其它形状的天线，并且布置在周期性的栅格502中。独立阵列元件之间的栅格间隔522取决于设计相控阵天线500的频率范围。例如，对于操作在71GHz-86GHz频率范围内的通信网络，在86GHz时，栅格间隔可以设置为这样，阵列元件504之间的栅格间隔将近似为1.743mm。尽管选择了该范围的最高频率的波长，但也可以使用其它波长来设定栅格间距。

如图5所示，多个独立阵列元件504被分组在一起成为多个矩形子阵列506。矩形子阵列506的每个具有长轴508和短轴510；也就是说，矩形子阵列506不是正方形的。控制电路512在子阵列级别506处控制相控阵天线500，而不是像图2的天线200那样具有用于每个独立阵列元件的独立控制电路。因此，每个子阵列506与描绘为单个移相器514的控制电路相关联。可以看出，将独立阵列元件504分组成子阵列506可以显著降低天线控制电路512的复杂性。

子阵列506被描绘为每个将8个独立阵列元件504分组在一起；然而，其它数量的阵列元件可以被分组在一起成为子阵列。在单个子阵列中组合在一起的阵列元件的数量越多，将需要越少的子阵列来覆盖阵列元件的整个栅格502。每个子阵列由相应的控制电路驱动，并且因此将更多阵列元件分组在一起形成单个子阵列导致更少的控制电路。然而，较大的子阵列将导致更少的相位中心和它们之间更大的距离，可能导致关于旁瓣电平和阵列的指向性的性能较差。因此，在单个子阵列中分组在一起的阵列元件的数量可以被认为是性能和控制电路复杂度的降低之间的折衷。此处描述的相控阵列天线实施例中，描述了每个子阵列8个阵列元件的组合，这可以提供性能和电路复杂度之间的可接受的平衡。但是，如果希望电路复杂度的更大降低，则可以使用更大的子阵列。类似地，如果关于旁瓣电平和/或转向性需要更好的性能，则可以使用更小的子阵列。

多个子阵列506中的每一个具有关联的相位中心516。相位中心516被描绘为通常位于子阵列的几何中心处。然而，如本领域技术人员将理解的，如果设计阵列元件和子阵列移动相位中心，则单个子阵列的相位中心的特定位置不需要位于子阵列的几何中心。尽管相位中心的特定位置可以改变，但位置的主要因素是子阵列的几何形状。因此，为了描述的清楚起见，假定相位中心位于矩形子阵列的几何中心。

子阵列506平铺在阵列元件的栅格502上，使得在平铺图案中没有空隙。阵列元件504中的每一个是单个子阵列的一部分，并由与子阵列相关联的馈送和控制电路馈送和控制。子阵列506以减小相位中心的位置的周期性的方式布置。如图5所示，子阵列506平铺，有一些子阵列506的长轴508垂直对齐，其中之一被标记为子阵列506v，而其它子阵列506的长轴508水平对齐，其中之一被标记为子阵列506h。对于提到的水平和垂直参考所描绘的附图。也就是说，子阵列506被布置为子阵列的一部分的长轴垂直于其余子阵列的长轴。在图5所示的实施例中，每个子阵列506与具有垂直对齐的长轴的至少一个子阵列相邻。此外，在图5的实施例中，存在相等数量的水平对齐的子阵列和垂直对齐的子阵列，但是在其它实施例中，可以使用更多数量的垂直或水平对齐的子阵列来提供子阵列的平铺图案。

子阵列506为增加相位中心位置516的非周期性而平铺。相位中心位置的非周期性的这种增加可以减小一些相位中心之间的距离并提供改善的旁瓣电平性能。也就是说，通过增加相位中心的非周期性，可以减少栅瓣。此外，增加的非周期性也可能增加相位中心的垂直和水平密度。如图5所示，相比于阵列单元栅格与矩形平铺全部以相同方向排列的方式平铺，存在更多具有不同水平位置的相位中心位置。如图所示，32个子阵列504被布置，使得每个相位中心516沿着14个垂直轴518中的一个布置。与4×2的阵列元件的垂直布置的子阵列的规则布置的平铺结果相比，其可以在8个垂直轴上对齐相位中心，这是个巨大的增长。类似地，与垂直布置的子阵列的规则排列的平铺相比，相位中心沿其布置的水平轴520的数量增加。特别地，有13个水平轴520，相位中心516沿着这些轴布置。沿着垂直轴和水平轴的相位中心位置的密度的增加可以改进相控阵的方向性。

图5中描绘的相控阵天线500已经使用在86GHz处间隔的各向同性阵列元件来建模。在86GHz处计算相控阵天线500的辐射图案，并且在图6和7中描绘选定的结果。图6是根据图5的相控阵天线500的各向同性模式的辐射场强度的3D曲线图。主光束被表示为光束602。图7是的穿过图6的3D图的切片的图。主波束702和旁瓣704清晰可见。峰值方向性的传输强度为22.14dBi，栅瓣的最大旁瓣电平(side lobe level，SLL)为14dBi。因此，SLL与主光束相差-8dBc，提供了可接受的性能。

图8描绘了具有子阵列以及子阵列的相位中心位置的相控阵天线的另一示例。与图5一样，图8的右边部分示出了子阵列的相位中心的位置，而未示出子阵列或组成天线元件。相控阵天线800与上述的相控阵天线500相似之处在于它将独立的阵列元件组合在平铺或排列的矩形子阵列中，以减少相位中心位置的周期性。然而，与在阵列元件栅格的平铺中使用具有相同尺寸的矩形子阵列的两种不同布置(即，垂直和水平对齐)的相控阵天线500相比，相控阵天线800使用两种尺寸不同的子阵列，即4×2矩形子阵列802和8×1矩形子阵列804。每个不同尺寸的子阵列可以如上面关于相控阵列天线500所描述的那样垂直或水平地布置。跟相控阵列天线500一样，每个子阵列802、804由相移控制器806示意性地表示的相应控制电路来控制。因为每个子阵列被作为一个组来控制，所以所需的控制电路的复杂性被降低。通过引入除了图5所示的不同方向之外还具有不同尺寸的子阵列，可以增加相位中心位置的非周期性。此外，与相位阵列天线500具有大致相等数量的垂直轴518和水平轴520(相位中心516沿其布置)相比，在图8的平铺中，垂直轴808的数量大于水平轴810的数量，相位中心位置沿其布置。如图所示，与16个水平轴相比，有23个垂直轴808。

图8所示的相控阵列天线采用86GHz处间隔的各向同性阵列元件进行建模。在86GHz处计算天线的辐射图案，并且在图9和10中示出所选择的结果。图9是根据图8的相控阵天线的辐射图案的3D图。主波束被表示为波束902。主波束峰值方向性的传输强度为23.02dBi。图10是时穿过图9的3D图的切片的图。主波束的平面切割表示为1002，并且旁瓣1004是明显的。最大方向性为23dBi，最大旁瓣电平(SLL)为12.5dBi。因此，主波束的SLL为-10.5dBc，提供了可接受的性能。

可以调节旁瓣电平以改善天线性能。一种这样的技术是使用基于切比雪夫加权的幅度渐变来进一步平滑旁瓣电平，以降低最大旁瓣电平。这种幅度渐变以牺牲天线效率为代价来改善旁瓣电平。切比雪夫加权可以应用在子阵列层面。图11描绘了应用于图8的子阵列812的切比雪夫加权。切比雪夫加权由圆圈内的数字表示。在所描绘的示例中，示出了七个不同的加权，其中之一被标记为1102。相同的切比雪夫加权1102被应用于多个子阵列。尽管根据所需的性能水平和阵列设计可以应用不同的加权，但是切比雪夫加权应以近似等于列加权的方式应用。也就是说，子阵列大致分组为列，并且对列的每个近似值应用相同的加权。对具有所描述加权的相控阵天线进行建模，并计算辐射图案。辐射图案显示的最大方向性约为22.15dBi，略低于没有应用切比雪夫加权的天线的最大方向性。但是，旁瓣电平为20.75或在主波束以下-11.4dBc。图12是根据图11的相控阵天线的辐射图案的3D图。主波束1202是明显的并且在22.15dBi处。图13是时穿过图12的3D图的切片的图。此外，主光束1302和旁瓣1304是明显的。本领域技术人员将会理解，可以在不同的实施例中使用不同的切比雪夫加权，并且可以采用不同的分配加权的方法来服务于不同的设计目标。尽管上面已经描述了对子阵列内的所有元件应用相同的幅度加权，但是单个子阵列内的两个或更多个不同元件可以具有不同的加权。上面公开的加权不应被视为限制性的或作为唯一的实施例。

上述相控阵天线计算已经假定每个子阵列的移相器以信号频率操作，在上面的描述中是86GHz。然而，实际上天线可能需要在一定的频率范围内操作，而移相器的操作可能不能覆盖整个工作带宽。这种实际操作的限制可能导致相控阵天线在不同频率下的不同响应。图14示出了图8的天线的频率响应的图。图14的图的部分15在图15中被放大。在θ和φ＝15°的指向方向上71GHz和86GHz的频率处的阵列斜视或者频率相关响应在图14和图15的图中示出。如图所示，天线阵列在71GHz到86GHz的频率范围内提供可接受的响应特性。

图16描绘了由多个相控阵天线组成的相控阵天线。上述的相控阵天线500、800由256个独立阵列元件的16×16栅格图案组成。较大的相控阵天线可以通过将相同的子阵列平铺技术应用于较大的栅格(例如32×32栅格)而制成。另外地或可选地，上述的相控阵天线500、800可以用作较大的相控阵天线的独立相控阵天线组件。多个独立的16×16相控阵天线组件可以被组合在一起以提供更大的相控阵天线。如图所示，四个独立的相控阵天线组件1602、1604、1606、1608可以被组合在一起以形成较大的相控阵天线1600。每个独立的相控阵天线组件1602、1604、1606、1608被描绘为具有与图8中描述的相控阵列天线800相同的模式；然而，可以将其它平铺图案应用于独立的相控阵天线组件，例如参考图5描述的平铺，或者减少相位中心之间的周期性的其它可能的平铺或矩形子阵列。不需要任何两个相位阵列天线组件1602、1604、1606和1608利用相同的平铺图案。

以上描述提供了相控阵天线的各种具体实现。在大约71GHz-86GHz频率范围内已经仿真了特定实施例的接收和发送。应当理解，可以将用于独立阵列元件的矩形子阵列分组的相同技术应用于在其它频率范围操作的通信网络的相控阵。此外，尽管描绘了特定的平铺图案，但是可以提供矩形子阵列的替代平铺图案，其减少相位中心的周期性，同时仍然提供在栅格中没有重叠的完全覆盖所有阵列元件的子阵列的完整平铺图案。

为了解释的目的，本公开提供了许多具体的实施例、实现方式、示例和细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，显而易见的是，这些实施例可以在没有所有的这些具体细节的情况下或具有等同配置的情况下来实施。在其它情况下，为了避免不必要地模糊本发明的实施例，一些公知的结构和设备以框图形式示出，或者省略。描述绝不应限于所示出的说明性实施方式、附图和技术，包括在此说明和描述的示例性设计和实施方式，而是可以在所附权利要求的范围内以及它们的等同物的全部范围内进行修改。

尽管在本公开中已经提供了若干实施例，但是应该理解的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以以许多其它具体形式来体现所公开的系统和组件。本示例应被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明的意图不限于本文给出的细节。例如，各种元件或组件可以被组合或集成在另一个系统中，或者某些特征可以被省略或不被实施。

Claims (21)

1.一种相控阵天线，包括：

独立阵列元件的多个矩形子阵列，所述矩形子阵列的每一个具有相位中心，所述多个矩形子阵列平铺以减少所述相位中心的周期性。

2.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，各矩形子阵列中的所述阵列元件连接到公共移相器。

3.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中所述多个矩形子阵列中的每一个具有相应的长轴和短轴。

4.根据权利要求3所述的相控阵天线，其中所述多个矩形子阵列的子集以长轴垂直于其它矩形子阵列的长轴布置的方式平铺。

5.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中所述矩形子阵列平铺以沿所述相控阵天线的轴线提供更多数量的相位中心位置。

6.根据权利要求1所述的相控阵列天线，其中，所述矩形子阵列的所述相位中心位于相应的矩形子阵列内。

7.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中每个所述矩形子阵列包括8个独立的阵列元件。

8.根据权利要求7所述的相控阵天线，其中所述矩形子阵列包括独立阵列元件的4×2矩形。

9.根据权利要求8所述的相控阵天线，其中所述矩形子阵列还包括独立阵列元件的8×1矩形。

10.根据权利要求9所述的相控阵天线，其中，存在比8×1矩形子阵列数量更多的4×2矩形子阵列。

11.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中每个子阵列与幅度加权相关联。

12.根据权利要求11所述的相控阵天线，其中，为所述子阵列分配所述幅度加权以提供列加权的近似值。

13.根据权利要求11所述的相控阵天线，其中，相应矩形子阵列内的两个或更多个独立阵列元件与不同的幅度加权相关联。

14.根据权利要求11所述的相控阵天线，其中所述幅度加权是切比雪夫加权。

15.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，所述相控阵天线所使用的频率在大约71-86GHz的范围内。

16.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，独立天线元件之间的间隔近似等于其中λ₀是在所述相控阵天线的特定工作频率下的自由空间中的波长。

17.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中有1024个独立天线元件。

18.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，相应的矩形子阵列中的所述阵列元件连接到公共延迟线。

19.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中跨所述多个矩形子阵列的所述独立阵列元件布置在规则栅格图案中。

20.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中所述相控阵天线中的每个子阵列是矩形子阵列。

21.一种相控阵天线，包括：

多个相控阵天线组件，每个所述相控阵天线组件包括多个独立阵列元件的多个矩形子阵列，所述多个矩形子阵列平铺以减少所述多个子阵列的相位中心的周期性。