[发明专利]相控阵天线增益自适应控制的实现方法

说明书

技术领域

本发明是关于测控通信领域中，为相控阵体制测控系统，提供了一种天线增益自适应控制的实现方法，实现系统满足确定传输速率条件下的最优EIRP值输出。

背景技术

相控阵天线是利用一定数量的辐射阵元，利用波控器控制每个阵元辐射信号的相位，实现阵元合成波束指向某个空间方向。相控阵天线具有高增益、波束方向快速扫描等特点，相控阵天线的增益随其阵元数量的增多而增大，天线波束宽度随阵元数量的增多而变窄。随着测控通信技术的发展，高速数据传输需求迫切，而高速数据传输需要系统天线具有高的等效辐射功率EIRP值，相控阵天线EIRP值是天线增益和所有阵元信号输出功率的总和，高EIRP值相控阵天线波束较窄，在进行目标信号捕获时，窄天线波束对准目标较困难，需要进行目标引导，同时为了满足系统高速数据传输速率要求，相控阵天线设计往往考虑最恶劣情况，天线EIRP值留有足够余量，这样实际系统工作全过程，相控阵天线时时工作在满功率输出状态，导致天线设备消耗了大量功耗，浪费了大量系统能源，同时还要采用专门针对相控阵天线的散热措施，对于能源需求紧张的飞行器载平台，这种设计模式相当不利。

随着飞行器技术的发展，飞行器对其搭载电子设备的要求越来越高，搭载的电子设备除需满足电气性能指标外，还要具备低功耗、小型化、轻重量等特殊要求，在这种需求牵引下，高工作效率的飞行器载电子设备将具有广阔的发展前景。提高飞行器载电子设备的工作效率，意味着需降低设备的功率损失，确保设备等效辐射功率EIRP值满足需要的数据传输速率条件下，尽量减小设计余量。

发明内容

本发明的目的是为相控阵体制测控系统，提供一种能够保持较小输出余量，降低设备工作功耗，提高设备工作效率的天线增益自适应控制的实现方法，实现系统满足确定传输速率条件下的最优EIRP值输出。

本发明解决现有技术问题所采用的方案是：一种相控阵天线增益自适应控制的实现方法，其特征在于包括如下步骤：相控阵接收阵元接收到目标信号形成的俯仰差信号、方位差信号及和信号，分三路送入对应的三个变频器进行下变频处理，再通过三个对应相连的模数变换器ADC采样，送至捕获与跟踪器进行信号检测和捕获与跟踪，输出目标相对接收天线的方向信息，输出一路和信号通过信噪比估计器估算出接收信号的信噪比，估算出的信噪比数据经目标距离估计器目标距离估算后，以该距离估算值作为发射天线等效辐射功率EIRP值的计算依据，把得到的目标方向信息和发射天线EIRP值数据送入波控器，对相控阵发射天线阵元组合的数量进行选择和波束指向控制；输入高速调制器的高速数据调制到发射信号载波上，送数模转换器DAC进行信号重构处理，再经变频器上变频和带通滤波器BPF滤波，输入波控器指定的相控阵发射阵元，实现指向目标方向的空间波束合成。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明针对相控阵体制测控系统，采用了不同于传统相控阵天线工作模式的技术实现途径。传统的相控阵天线是设计阵元全部直接参与实际工作，设计的天线等效辐射功率EIRP值余量较大，设备功耗和输出功率一直处于最大状态。而本发明采用了天线阵元增益自适应控制技术，根据实际的测控通信距离，实时计算相控阵发射天线需要的最优等效辐射功率EIRP值和阵元数量，由波控器选通相应的发射阵元实现信号输出。该方法可使设备等效辐射功率EIRP值满足传输确定信息速率条件下，保持较小的输出余量，降低了设备的工作功耗，设备工作效率高，可灵活适应不同信息传输速率需求情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。

图1是本发明一种相控阵天线增益自适应控制实现方法的原理框图。

具体实施方式