[发明专利]用于一维相扫阵列天线的误差累积移位加权的配相方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种误差累积移位加权的配相方法，具体涉及用于一维相扫阵列天线的误差累积移位加权的配相方法，属于阵列天线领域，能够有效提高天线的指向精度，降低波束的副瓣电平。

背景技术

相扫阵列天线实现波束扫描(波束指向的变化)的关键器件是移相器，通过对阵列移相器相移量的控制实现波束的扫描，而移相器一般为电控数字移相器，其数字位数b决定该移相器的最小相移步进量S。这种步进的量化值不能满足理论所需的相位值，配相的结果会使波束指向有一定的误差，副瓣电平劣化。本发明的目的使这一误差尽量小，同时保证相当的副瓣电平值。

现有的解决这一问题的方法有：

1、四舍五入法

四舍五入法是每一个移相器理论所需的相移量除以最小相位量化单位，得到的数值经过四舍五入取整运算后，作为实际的配相码。该方法的缺点是波束指向精度差，波束副瓣电平存在周期性大副瓣。

2、移位加权馈相

移位加权馈相法是把量化相位P_M(i)与理论所需相位P_MG(i)之差P_E(i)，通过单元幅度加权移位到下一单元理论所需相位中，生成新的所需相位，依次类推直到最后一个单元的配相方法。该方法在幅度分布接近理论值时能得到较高的指向精度，有效降低波束的副瓣电平，实时性好，但当单元幅度误差较大时，会引起指向精度较大偏差。

3、虚位技术

当计算移相器的移相码时，按照K位移相器计算移相码C，实际移相器的位数为b，那么实际的配相码仅为C的高b位组成的b位码，其实质是简单的所需的移相量除以移相器的最小步进量所得商的取整值差。这种方法的缺点是波束指向精度差，波束副瓣电平与四舍五入法相当。

4、随机馈相

采用虚位技术配相后，每一个移相器所需的相移量与实际得到的相位的差别为配相误差，根据此误差对副瓣电平的影响概率决定在此移相器多移一位或少移一位来改善天线的副瓣电平，目的是改进虚位技术较差的副瓣电平和波束指向精度。使用这种方法的前提是误差对副瓣电平的影响概率已知，而事实上移相误差与副瓣电平之间的关系相当复杂，其概率随单元位置和副瓣位置等多个因素相关，不容易确定，需要进行多次运算，从中挑选较好效果的配相值，因此这种方法的实时性不好。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于一维相扫阵列天线的误差累积移位加权的配相方法，是一种实用的配相方法。

技术方案

一种用于一维相扫阵列天线的误差累积移位加权的配相方法，天线型式是一维相扫阵列天线，其特征在于步骤如下：

步骤1：采集各天线单元自身的固有相位值P_S(i)，i＝1，2...n；其中：i为天线的单元数；

步骤2：计算波束指向各单元的理论相位值为P_G(i)＝k(i-1)dsinθ，其中：i＝1，2...n；k＝2π/λ，λ工作频率的波长；d天线单元间距；θ波束扫描指向角

步骤3：将固有相位值与理论相位值做差：P_MG(i)＝P_G(i)-P_S(i)；

步骤4：得到各单元的配相码为M(i)＝int(p(i)/S)，其中：S＝360÷2^b为最小相移量化值，b为数字移相器的位数；

p(i)＝mod{[P_MG(i)+a×P_E(i-1)]，360}