基于天线波束指向偏差最小化的多子阵天线波束切换方法

摘要

本发明公开了一种基于天线波束指向偏差最小化的多子阵天线波束切换方法，包括以下步骤：1)对于多子相控阵阵天线，建立卫星方向的中心频率信号在相邻子阵间产生的空间相位差模型；2)利用单套延迟线对多子阵天线波束指向漂移进行两级相位补偿，计算得到延迟线长度差ΔL和对应的波束指向仰角β；3)采用多套延迟线改善多子阵天线波束指向的频率响应，先将多子阵天线扫描范围进行平均分区，计算每个扫描范围对应的那套延迟线的长度差，该方法可以实现天线与卫星的准确对准，并且成本低。

主权项

一种基于天线波束指向偏差最小化的多子阵天线波束切换方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设多子阵天线的对星仰角为α₀，信号中心频率为f₀，建立相邻子阵的空间相位差模型，当信号中心频率f₀变为f₁时，多子阵天线的阵因子波束指向会发生漂移，计算多子阵天线的阵因子波束指向的漂移量Δα(α₀)；2)当利用单套延迟线时，则根据步骤1)中得到的多子阵天线的阵因子波束指向的漂移量Δα(α₀)采用两级相位补偿技术改善天线波束指向频率响应，具体的，当多子阵天线中子阵的间距相等时，则延迟线长度呈等差数列，即L_i+1‑L_i＝ΔL，其中，L_i为第i个延迟线的长度，计算通过延迟线长度差所补偿的子阵相位差Δφ_线，再设相邻子阵的移相差为0，长度差为ΔL的延迟线组正好使多子阵天线的阵因子方向图的波束指向仰角β处，多子阵天线的仰角扫描范围α＝[α_min,α_max]，则天线的最大指向偏差发生在仰角α_min或α_max处，令Δα(α_min)＝‑Δα(α_max)，计算得到多子阵天线的阵因子方向图的波束指向仰角β的值及延迟线的长度差ΔL，然后根据多子阵天线的阵因子方向图的波束指向仰角β的值及延迟线的长度差ΔL进行多子阵天线波速的切换；当采用多套固定长度延迟线进行延时补偿时，将多子阵天线的扫描范围随意划分为S₁,S₂,…,S_P共P个区域，当卫星位于第i个区域S_i时，馈线系统自动切换到第i套延迟线以合成天线波束，其中，i＝1,2,…,P，设各区域两端的指向偏差相等，则将多子阵天线按照扫描范围平均划分，计算每个扫描区域对应的延迟线长度差，然后根据每个扫描区域对应的延迟线长度差进行多子阵天线波速的切换。