[发明专利]一种相控阵天线的控制系统和方法

说明书

本发明提供一种相控阵天线的控制系统，包括处理器、惯性导航系统、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、相控阵天线；惯性导航系统与处理器连接；惯性导航系统，用于采集相控阵天线在第一时刻下的速度信息和位置信息；处理器用于接收惯性导航系统发送的速度信息和位置信息，并根据速度信息、位置信息以及初始波束，确定第一时刻下的目标波束；其中，初始波束为预先存储的相控阵天线在第二时刻下的波束；处理器与FPGA连接，FPGA与相控阵天线连接，FPGA用于接收处理器发送的目标波束，并调整相控阵天线的波束为目标波束。以使得相控阵天线的指向保持为发射源，进而提高了相控阵天线的通信质量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种相控阵天线的控制系统和方法。

背景技术

相控阵技术，早在20世纪30年代后期就已经出现。1937年，美国首先开始相控阵天线的研究工作，20世纪50年代中期研制出2部实用型舰载相控阵雷达，相控阵雷达从根本上解决了传统机械扫描雷达的种种先天问题，在相同的孔径与操作波长下，相控阵雷达天线的反应速度、目标更新速率、多目标追踪能力、分辨率、多功能性、电子对抗能力等都远优于传统雷达。

近年来，相控阵技术在国防领域的雷达、通信、电子战、导航等领域获得了广泛应用的同时，同时在卫星通信、5G无线通信、气象水文、地球勘探、低轨小卫星通信网络乃至生物医学等民用领域开始使用。特别是5G无线通信领域Massive MIMO （大规模多输入多输出）天线的应用，把相控阵技术推向了广泛应用的特别高度，成为各国争相研发的重点。

发明内容

经过研究发现，随着无线通信设备技术的发展，相控阵天线的运用变得越来越常见，人们通过相控阵天线就能用电控的方法改变天线阵列中辐射单元相位，使波束按指向进行发射源的扫描。但是，在实际环境中，相控阵天线会受到环境因素的影响，而发生一定变化，比如信号发射源动态变化（发射源位置发生变化），或者相控阵天线自身发生变化，均会导致通信质量下降，不能满足现代通信的需要。

因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供相控阵天线的控制系统，以使得相控阵天线的指向保持为发射源，进而提高了相控阵天线的通信质量。

为了实现上述目的，提供为了实现上述目的，提供一种相控阵天线的控制系统，该系统包括处理器、惯性导航系统、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）、相控阵天线；

所述惯性导航系统与所述处理器连接；所述惯性导航系统，用于采集所述相控阵天线在第一时刻下的速度信息和位置信息；

所述处理器用于接收所述惯性导航系统发送的所述速度信息和所述位置信息，并根据所述速度信息、所述位置信息以及初始波束，确定所述第一时刻下的目标波束；其中，所述初始波束为预先存储的所述相控阵天线在第二时刻下的波束，且所述第二时刻早于所述第一时刻；

所述处理器与所述FPGA连接，所述FPGA与所述相控阵天线连接，所述FPGA用于接收所述处理器发送的所述目标波束，并调整所述相控阵天线的波束为所述目标波束。

可选的，所述处理器具体用于：接收所述惯性导航系统发送的所述速度信息和所述位置信息；根据所述速度信息、位置信息以及所述目标波束，确定物理位置偏移量；根据所述物理位置偏移量，确定所述第一时刻下的目标波束。

可选的，所述控制系统还包括信号强度检测模块；

所述信号强度检测模块与所述处理器连接；所述信号强度检测模块用于检测波束对应的信号强度（RSSI）；

所述处理器还用于：若所述信号强度检测模块在第三时刻下检测的RSSI小于信号初始最大值，则根据所述第三时刻下检测的RSSI，对所述目标波束进行调整，并将所述调整后的目标波束向所述FPGA发送，以便所述FPGA调整所述相控阵天线的波束为所述调整后的目标波束。