CN110456167B - 一种测量阵列天线的波束合成方法和装置 - Google Patents

一种测量阵列天线的波束合成方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种测量阵列天线的波束合成方法，该方法包括：获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，其中，相关距离值包括第一距离值和第二距离值，第一距离值为每个天线单元与转台中心的距离信息，第二距离值为每个天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息；计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值；以及根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束。本发明通过对单天线测试的远场数据进行波束合成，可实现带发射机的方向图等效测试。

Description

一种测量阵列天线的波束合成方法和装置
技术领域
本发明涉及天线领域，具体来说，涉及一种测量阵列天线的波束合成方法和装置。
背景技术
在现在技术中，对于阵列天线或阵列天线和天线罩的组合进行电性能测试，通常为模拟实际工作状态，会带发射机进行测试，但对于不具备带发射机测试的条件下，阵列天线及天线罩的性能无法获知。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种测量阵列天线的波束合成方法和装置，其能够通过对单天线测试的远场数据进行波束合成，可实现带发射机的方向图等效测试，以解决无发射机及波束调控系统下，远场方向图测试问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种测量阵列天线的波束合成方法。
该测量阵列天线的波束合成方法包括：获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，其中，相关距离值包括第一距离值和第二距离值，第一距离值为每个天线单元与转台中心的距离信息，第二距离值为每个天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息；计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值；以及根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束。
根据本发明的一个实施例，计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值包括：计算每个天线单元的相位方向图；将每个天线单元的相位、和第一距离值代入相位补偿公式，以得到每个天线单元的相位误差值，从而对每个天线单元的相位方向图进行补偿，其中，相位补偿公式为：
Figure BDA0001653626870000021
其中，φ′i为天线单元i的相位误差值，φi为天线单元i的相位，ri为天线单元i的第一距离值，λ为阵列天线发出的电磁波的波长，其中，i为大于1小于n的自然数，且n为天线的数量。
根据本发明的一个实施例，根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束包括：获取每个天线单元的射频信号的偏转角，且每个天线单元的偏转角相同；根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，计算得到天线波束，其中，计算公式为：
Figure BDA0001653626870000022
其中，Atotal为天线波束，Ai为天线单元i的幅度，e表示自然常数，d为第二距离值，k为电磁波传播矢量，θ为偏转角。
根据本发明的一个实施例，波束合成方法还包括：获取多个天线单元的远场方向图；根据天线波束，生成天线波束的远场方向图，并比较多个天线单元的远场方向图和天线波束的远场方向图中的天线信号的走势；若一致，则确定计算得到的天线波束正确。
根据本发明的一个实施例，在天线阵列中，任意两个天线单元之间的第二距离值相等。
根据本发明的另一方面，提供了一种测量阵列天线的波束合成装置。
该测量阵列天线的波束合成装置包括：获取模块，用于获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，其中，相关距离值包括第一距离值和第二距离值，第一距离值为每个天线单元与转台中心的距离信息，第二距离值为每个天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息；计算补偿单元，用于计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值；以及合成单元，用于根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束。
根据本发明的一个实施例，计算补偿单元包括：第一计算单元，用于计算每个天线单元的相位方向图；补偿单元，用于将每个天线单元的相位、和第一距离值代入相位补偿公式，以得到每个天线单元的相位误差值，从而对每个天线单元的相位方向图进行补偿，其中，相位补偿公式为：
Figure BDA0001653626870000031
其中，φ′i为天线单元i的相位误差值，φi为天线单元i的相位，ri为天线单元i的第一距离值，λ为阵列天线发出的电磁波的波长，其中，i为大于1小于n的自然数，且n为天线的数量。
根据本发明的一个实施例，合成单元包括：第一获取子模块，用于获取每个天线单元的射频信号的偏转角，且每个天线单元的偏转角相同；第二计算单元，用于根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，计算得到天线波束，其中，计算公式为：
Figure BDA0001653626870000032
其中，Atotal为天线波束，Ai为天线单元i的幅度，e表示自然常数，d为第二距离值，k为电磁波传播矢量，θ为偏转角。
根据本发明的一个实施例，波束合成装置还包括：第二获取子模块，用于获取多个天线单元的远场方向图；比较单元，用于根据天线波束，生成天线波束的远场方向图，并比较多个天线单元的远场方向图和天线波束的远场方向图中的天线信号的走势；确定单元，用于若一致，则确定计算得到的天线波束正确。
根据本发明的一个实施例，在天线阵列中，任意两个天线单元之间的第二距离值相等。
本发明的有益效果在于：
本发明通过获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，随后计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值，最后根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束，从而通过对单天线测试的远场数据进行波束合成，可实现带发射机的方向图等效测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的测量阵列天线的波束合成方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的阵列各单元间的几何关系示意图；
图3是根据本发明实施例的天线方向图；
图4是根据本发明实施例的天线和天线罩的组合的天线方向图；
图5是根据本发明实施例的合成波束的天线方向图；
图6是根据本发明实施例的测量阵列天线的波束合成装置的框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种测量阵列天线的波束合成方法。
如图1所示，根据本发明实施例的测量阵列天线的波束合成方法包括：步骤S101，获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，其中，相关距离值包括第一距离值和第二距离值，第一距离值为每个天线单元与转台中心的距离信息，第二距离值为每个天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息；步骤S103，计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值；步骤S105，根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束。
借助于本发明的上述技术方案，通过获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，随后计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值，最后根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束，从而通过对单天线测试的远场数据进行波束合成，可实现带发射机的方向图等效测试。
为了便于理解本发明的技术方案，下面通过具体的实施例进行详细的描述。
本发明公开了一种测量阵列天线的波束合成方法，该波束合成方法包括：
步骤S1，获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，其中，相关距离值包括第一距离值和第二距离值，第一距离值为每个天线单元与转台中心的距离信息，第二距离值为每个天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息。
在该步骤S1中，如图2所示，O1、O2...Oi表示阵列天线中的多个按照布局设置天线单元上述多个天线单元按照直线的布局进行布置，当然可以理解，上述多个天线单元还可按照需求进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，将上述多个天线单元设置成圆形，本发明对此不做限定。此外，上述多个天线单元的偏转方向一致，其偏转角均为θ(theta)，同时，还获取上述多个天线单元的幅度、相位和相关距离值，其中，相关距离值包括第一距离值和第二距离值，第一距离值为每个天线单元与转台中心的距离信息，第二距离值为每个天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息。
步骤S2，计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值。
在该步骤S2中，该步骤S2包括：计算每个天线单元的相位方向图；将每个天线单元的相位、和第一距离值代入相位补偿公式，以得到每个天线单元的相位误差值，从而对每个天线单元的相位方向图进行补偿，其中，相位补偿公式为：
Figure BDA0001653626870000061
其中，φ′i为天线单元i的相位误差值，φi为天线单元i的相位，ri为天线单元i的第一距离值，λ为阵列天线发出的电磁波的波长，其中，i为大于1小于n的自然数，且n为天线的数量，从而通过测量天线的相位方向图，并对天线的相位方向图进行补偿。
步骤S3，根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束。
在该步骤S3中，该步骤S3包括：获取每个天线单元的射频信号的偏转角，且每个天线单元的偏转角相同；根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，计算得到天线波束，其中，计算公式为：
Figure BDA0001653626870000062
其中，Atotal为天线波束，Ai为天线单元i的幅度，e表示自然常数，d为第二距离值，k为电磁波传播矢量，θ为偏转角，从而对多路信号进行合成，以获取合成的相位方向图，并通过上述计算公式进行计算。
此外，在阵列天线中的多个天线单元一致的情况下，对其中的一个天线单元(或单天线)的相位方向图进行补偿即可，无需对每个天线单元进行操作，从而极大的节省了时间，其中，多个天线单元一致是指多个天线单元的规格和尺寸等一致。
根据本发明的一个实施例，波束合成方法还包括：获取多个天线单元的远场方向图；根据天线波束，生成天线波束的远场方向图，并比较多个天线单元的远场方向图和天线波束的远场方向图中的天线信号的走势；若一致，则确定计算得到的天线波束正确。
在该实施例中，继续参照图3，示出了4个天线单元的方向图，继续参照图4，其示出了天线单元和天线罩组合的方向图，继续参照图5，其示出了四路合成波束的方向图，该合成波束的最大电平抬高，主瓣偏移10°左右，且出现多级副瓣，从而波束合成算法得到验证。
根据本发明的一个实施例，在天线阵列中，任意两个天线单元之间的第二距离值相等。此外，当然可以理解，本领域的技术人员还可根据实际需求设置两个天线单元之间的距离，本发明对此不做限定。
此外，该测量阵列天线的波束合成方法还可用于航空航天、民用等领域，可等效获知阵列天线合成方向图及合成波束下的天线罩电性能情况。
根据本发明的实施例，还提供了一种测量阵列天线的波束合成装置。
如图6所示，根据本发明实施例的测量阵列天线的波束合成装置包括：获取模块61，用于获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，其中，相关距离值包括第一距离值和第二距离值，第一距离值为每个天线单元与转台中心的距离信息，第二距离值为每个天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息；计算补偿单元62，用于计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值；以及合成单元63，用于根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束。
根据本发明的一个实施例，计算补偿单元62包括：第一计算单元(未示出)，用于计算每个天线单元的相位方向图；补偿单元(未示出)，用于将每个天线单元的相位、和第一距离值代入相位补偿公式，以得到每个天线单元的相位误差值，从而对每个天线单元的相位方向图进行补偿，其中，相位补偿公式为：
Figure BDA0001653626870000071
其中，φ′i为天线单元i的相位误差值，φi为天线单元i的相位，ri为天线单元i的第一距离值，λ为阵列天线发出的电磁波的波长，其中，i为大于1小于n的自然数，且n为天线的数量。
根据本发明的一个实施例，合成单元63包括：第一获取子模块(未示出)，用于获取每个天线单元的射频信号的偏转角，且每个天线单元的偏转角相同；第二计算单元(未示出)，用于根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，计算得到天线波束，其中，计算公式为：
Figure BDA0001653626870000081
其中，Atotal为天线波束，Ai为天线单元i的幅度，e表示自然常数，d为第二距离值，k为电磁波传播矢量，θ为偏转角。
根据本发明的一个实施例，波束合成装置还包括：第二获取子模块(未示出)，用于获取多个天线单元的远场方向图；比较单元(未示出)，用于根据天线波束，生成天线波束的远场方向图，并比较多个天线单元的远场方向图和天线波束的远场方向图中的天线信号的走势；确定单元(未示出)，用于若一致，则确定计算得到的天线波束正确。
根据本发明的一个实施例，在天线阵列中，任意两个天线单元之间的第二距离值相等。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过获取每个天线单元的相位、幅度、和相关距离值，随后计算每个天线单元的相位方向图，并根据每个天线单元的相位、和第一距离值，对每个天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个天线单元的相位误差值，最后根据每个天线单元的相位、幅度、第二距离值和相位误差值，将多个天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束，从而通过对单天线测试的远场数据进行波束合成，可实现带发射机的方向图等效测试。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测量阵列天线的波束合成方法，所述阵列天线包括多个天线单元，其特征在于，包括：
获取每个天线单元的相位、幅度和相关距离值，其中，所述相关距离值包括第一距离值和第二距离值，所述第一距离值为每个所述天线单元与转台中心的距离信息，所述第二距离值为每个所述天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息；
计算每个所述天线单元的相位方向图，并根据每个所述天线单元的相位和所述第一距离值，对每个所述天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个所述天线单元的相位误差值；以及
根据每个所述天线单元的相位、幅度、所述第二距离值和所述相位误差值，将多个所述天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束；
其中，计算每个所述天线单元的相位方向图，并根据每个所述天线单元的相位和所述第一距离值，对每个所述天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个所述天线单元的相位误差值包括：
计算每个所述天线单元的相位方向图；
将每个所述天线单元的相位和所述第一距离值代入相位补偿公式，以得到每个所述天线单元的相位误差值，从而对每个所述天线单元的相位方向图进行补偿，其中，所述相位补偿公式为：
Figure FDA0003271117010000011
其中，φi'为天线单元i的相位误差值，φi为所述天线单元i的相位，ri为所述天线单元i的第一距离值，λ为所述阵列天线发出的电磁波的波长，其中，i为大于1小于n的自然数，且n为天线的数量。
2.根据权利要求1所述的波束合成方法，其特征在于，根据每个所述天线单元的相位、幅度、所述第二距离值和所述相位误差值，将多个所述天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束包括：
获取每个所述天线单元的射频信号的偏转角，且每个所述天线单元的偏转角相同；
根据每个所述天线单元的相位、幅度、所述第二距离值和所述相位误差值，计算得到所述天线波束，其中，计算公式为：
Figure FDA0003271117010000021
其中，Atotal为所述天线波束，Ai为所述天线单元i的幅度，所述e表示自然常数，所述d为所述第二距离值，k为电磁波传播矢量，所述θ为所述偏转角。
3.根据权利要求2所述的波束合成方法，其特征在于，所述波束合成方法还包括：
获取多个所述天线单元的远场方向图；
根据所述天线波束，生成所述天线波束的远场方向图，并比较所述多个天线单元的远场方向图和所述天线波束的远场方向图中的天线信号的走势；
若一致，则确定计算得到的所述天线波束正确。
4.根据权利要求1所述的波束合成方法，其特征在于，在所述阵列天线中，任意两个天线单元之间的第二距离值相等。
5.一种测量阵列天线的波束合成装置，所述阵列天线包括多个天线单元，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取每个天线单元的相位、幅度和相关距离值，其中，所述相关距离值包括第一距离值和第二距离值，所述第一距离值为每个所述天线单元与转台中心的距离信息，所述第二距离值为每个所述天线单元与相邻的天线单元之间的距离信息；
计算补偿单元，用于计算每个所述天线单元的相位方向图，并根据每个所述天线单元的相位和所述第一距离值，对每个所述天线单元的相位方向图进行补偿，以得到每个所述天线单元的相位误差值；以及
合成单元，用于根据每个所述天线单元的相位、幅度、所述第二距离值和所述相位误差值，将多个所述天线单元的射频信号进行合成，以得到天线波束；
其中，所述计算补偿单元包括：
第一计算单元，用于计算每个所述天线单元的相位方向图；
补偿单元，用于将每个所述天线单元的相位和所述第一距离值代入相位补偿公式，以得到每个所述天线单元的相位误差值，从而对每个所述天线单元的相位方向图进行补偿，其中，所述相位补偿公式为：
Figure FDA0003271117010000031
其中，φi'为天线单元i的相位误差值，φi为所述天线单元i的相位，ri为所述天线单元i的第一距离值，λ为所述阵列天线发出的电磁波的波长，其中，i为大于1小于n的自然数，且n为天线的数量。
6.根据权利要求5所述的波束合成装置，其特征在于，所述合成单元包括：
第一获取子模块，用于获取每个所述天线单元的射频信号的偏转角，且每个所述天线单元的偏转角相同；
第二计算单元，用于根据每个所述天线单元的相位、幅度、所述第二距离值和所述相位误差值，计算得到所述天线波束，其中，计算公式为：
Figure FDA0003271117010000032
其中，Atotal为所述天线波束，Ai为所述天线单元i的幅度，所述e表示自然常数，所述d为所述第二距离值，k为电磁波传播矢量，所述θ为所述偏转角。
7.根据权利要求6所述的波束合成装置，其特征在于，所述波束合成装置还包括：
第二获取子模块，用于获取多个所述天线单元的远场方向图；
比较单元，用于根据所述天线波束，生成所述天线波束的远场方向图，并比较所述多个天线单元的远场方向图和所述天线波束的远场方向图中的天线信号的走势；
确定单元，用于若一致，则确定计算得到的所述天线波束正确。
8.根据权利要求5所述的波束合成装置，其特征在于，在所述阵列天线中，任意两个天线单元之间的第二距离值相等。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030596B (zh) * 2021-04-19 2022-05-31 山东大学 一种太阳射电观测仪器、系统及方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5003314A (en) * 1989-07-24 1991-03-26 Cubic Defense Systems, Inc. Digitally synthesized phase error correcting system
JP2776097B2 (ja) * 1991-11-25 1998-07-16 三菱電機株式会社 アンテナ測定方法
US5204685A (en) * 1992-07-01 1993-04-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force ARC range test facility
CN100413147C (zh) * 1998-07-13 2008-08-20 Ntt移动通信网株式会社 自适应阵列天线
US6636173B2 (en) * 2001-12-20 2003-10-21 Lockheed Martin Corporation Calibration system and method for phased array antenna using near-field probe and focused null
US7797816B2 (en) * 2008-02-21 2010-09-21 Agence Spatiale Europeenne Method of designing and manufacturing an array antenna
CN101308177B (zh) * 2008-07-11 2010-08-25 西安电子科技大学 主动反射面天线的电性能预测方法
KR101009971B1 (ko) * 2008-12-31 2011-01-21 엘아이지넥스원 주식회사 안테나 배치 간격 산출 방법 및 장치
CN102426300B (zh) * 2011-08-31 2013-08-28 西安空间无线电技术研究所 一种星载波束形成接收通道幅相误差校准系统及其方法
CN103634037B (zh) * 2012-08-28 2020-01-14 中兴通讯股份有限公司 波束成形方法及装置
FR3014250B1 (fr) 2013-11-29 2015-11-13 Thales Sa Procede d'orientation du faisceau d'une antenne a balayage electronique et systeme d'emission/reception mettant en oeuvre un tel procede
US9031151B1 (en) * 2014-05-07 2015-05-12 L-3 Communications, Corp. Receiving and resolving a composite orbital angular momentum beam
CN104852775A (zh) * 2015-05-15 2015-08-19 北京理工大学 一种大型相控阵天线波束性能的快速评估方法
CN106291129B (zh) * 2015-06-01 2019-02-19 北京空间飞行器总体设计部 相控阵天线远场方向图测量方法
CN106199220B (zh) * 2016-07-14 2019-01-22 厦门大学 基于光程差校正的阵列天线相位一致性测量方法
CN106680601A (zh) * 2016-11-25 2017-05-17 上海华为技术有限公司 一种信号处理的方法、有源天线及信号处理系统
CN106872801B (zh) * 2017-04-02 2024-04-30 深圳市通用测试系统有限公司 一种近场测试系统
CN107038299B (zh) * 2017-04-10 2019-10-22 西安电子科技大学 一种考虑互耦效应的变形阵列天线远场方向图补偿方法

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