[发明专利]阵列天线的宽带信号生成方法及生成装置

说明书

本发明公开了一种阵列天线的宽带信号生成方法，该方法先建立一宽带信号，赋予选定的基准阵元，对宽带信号采样后进行离散傅里叶变换获得频谱；根据阵列天线发射方向和阵元在阵中的位置，以基准阵元的相位为参考零相位，计算出每个阵元在不同频率的发射相位；修改宽带信号频谱得到更改后的阵元发射信号的频谱；将更改后的频谱进行逆傅里叶变换，获得时间信号的复数量，取其实数部分，获得离散时间信号并存入ROM中；ROM中预先存储了阵元在所有扫描方向的时间波形数据，根据输入的波束方向，取出数据送入DAC，滤波后送入功放，经放大后输入天线，得到宽带信号。本发明能使宽带信号的阵列天线发射形成窄波束。

技术领域

本发明属于宽带信号的阵列天线发射机设计技术领域，具体涉及一种阵列天线的宽带信号生成方法及生成装置。

背景技术

天线阵列化是现代微波或射频系统发展的一个趋势。阵列化可以降低单个阵元发射机的发射功率，发射机易用固态电路实现；阵列化可以提升天线发射增益，降低波束宽度，形成高功率密度窄波束；阵列天线还可以形成快速电扫描波束，实现发射方向的快速切换。

发射信号的带宽是阵列天线发射机设计必须考虑的一个重要因素。阵列天线的窄带信号的发射机设计相对较简单；对窄带信号，通过移相器调整每个阵元的发射信号相位，从而实现空间同相叠加，提高了窄带信号的发射增益。对宽带信号，阵列天线的发射机设计很困难；传统窄带信号的调相机制失灵，需要探索阵列天线的宽带信号的调相方法，实现宽带信号的阵列发射的空间同相合成，形成宽带信号的空间窄波束。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阵列天线的宽带信号生成方法及生成装置，该方法和装置能使宽带信号的阵列天线发射形成窄波束。

本发明所采用的技术方案是：

一种阵列天线的宽带信号生成装置，其包括依次连接的控制器、ROM存储器、DAC数字模拟转换器、滤波器和功率放大器，ROM存储器中存储了发射信号的数字离散化数据，该数据是发射信号经采样形成的；当阵列天线发射方向不同时，ROM存储器输出的信号也不同，这些不同发射通道的不同信号在空间能形成较窄的高增益宽带波束。

本发明还提供一种阵列天线的宽带信号生成方法，包括如下步骤：

1)、建立一宽带信号g(t)，作为基准信号，其中t为时间；选择一基准阵元，其发射机的信号为基准信号，该基准信号即为宽带信号g(t)；

2)、对g(t)采样n个样本后进行离散傅里叶变换，获得其频谱G(f_i)，j为虚数单位，..f_i为频率，其中i＝1,2,…,n；|G(f_i)|为频率f_i对应的频谱的幅度，φ(f_i)为频率f_i对应的频谱相位，频谱覆盖频率范围为[f₁,f_n]，f₁为开始频率，f_n为截止频率；

3)、当宽带阵列天线波束方向的方位角为α、俯仰角为β时，根据阵元在阵中的位置，以1)中的基准阵元为参考(取其相位为0相位)，计算出每个阵元在频率f_i对应的发射相位

4)、修改不同频率的频谱，具体为

H(f_i)为修改后的阵元发射信号的频谱，为阵元修改后的发射信号在频率f_i的相位；修改频谱的过程是利用计算机预先根据基准信号和发射方向进行计算和修改，计算和修改完毕后存入发射通道中的ROM中，供发射时调用；