一种毫米波相控阵天线及其波束扫描方法

摘要

本发明涉及一种毫米波相控阵天线及其波束扫描方法，其中，毫米波相控阵天线包括平面微带天线阵面、有源通道网络以及波束控制单元，平面微带天线阵面与有源通道网络通过可拆卸的方式进行连接；有源通道网络包含正交矢量调制芯片，正交矢量调制芯片有I路和Q路两个控制电压，通过改变两路控制电压值来改变输入信号的幅度和相位。方法包括将平面微带天线阵面和有源通道网络拆卸，用矢量网络分析仪获取各有源通道网络的幅度和相位与控制电压的关系数据表；根据所需要的波束扫描角计算各有源通道网络所需的幅度和相位值，根据误差算法在得到的关系数据表中选择误差值最小的控制电压进行波束扫描。本发明可减小波束扫描误差。

主权项

一种毫米波相控阵天线的波束扫描方法，所述毫米波相控阵天线包括平面微带天线阵面、有源通道网络以及波束控制单元，所述平面微带天线阵面与有源通道网络通过可拆卸的方式进行连接；所述有源通道网络包含正交矢量调制芯片，所述正交矢量调制芯片有I路和Q路两个控制电压，通过改变两路控制电压值来改变输入信号的幅度和相位；所述波束控制单元的主控制器通过串行口控制多个多路DAC芯片，每两路DAC芯片输出作为一路所述正交矢量调制芯片的控制电压，其特征在于，包括以下步骤：（1）将平面微带天线阵面和有源通道网络拆卸，用矢量网络分析仪获取各有源通道网络的幅度和相位与控制电压的关系数据表；（2）根据所需要的波束扫描角计算各有源通道网络所需的幅度和相位值，然后根据误差算法在得到的关系数据表中选择误差值最小的控制电压进行波束扫描；其中波束控制单元从主控计算机得到各有源通道网络需要设置的幅度和相位值，当需要设置第m行第n列的通道的幅度为Pm,n,相位为Φm,n时，波束控制单元查找该通道的幅度和相位与对应控制电压的关系数据表，进行误差计算，采用的误差算法为$\Delta =|{\Phi }_{m,n}-{\Phi }_S|+\frac{|P_{m,n}-P_S|}{P_{m,n}}\times (\frac{|m-\frac{M}{2}|}{\frac{M}{4}}+\frac{|n-\frac{N}{2}|}{\frac{N}{4}}+1)\times Q;$选择最小的误差值所对应的控制电压作为本次波束扫描该通道的控制电压值；其中，P_S，Φ_S分别为该有源通道的幅度和相位与控制电压关系数据表的一组数值；Q为幅度权重系数，取值为1‑3之间。