[发明专利]一种相控阵天线的拓扑合成单元及拓扑合成网络

说明书

本发明公开了一种相控阵天线的拓扑合成单元及拓扑合成网络，属于雷达技术领域，其中拓扑合成单元包括：两组切换单元，每组切换单元包括第一切换模块和第二切换模块，其中第一切换模块和第二切换模块都包括两种连接状态；其中一组切换单元中的一个切换模块，与另外一组切换单元中的一个切换模块连接；该相控阵天线的拓扑合成单元通过设置两组切换单元，每组切换单元包括具有两种连接状态的第一切换模块和第二切换模块，并将一组切换单元中的一个切换模块，与另外一组切换单元中的一个切换模块连接，这样通过改变切换单元的连接状态从而改变相控阵天线的信号合成结果，实现相控阵天线方位合成或俯仰合成的合成方式瞬时可重构。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种相控阵天线的拓扑合成单元及拓扑网络。

背景技术

近年来相控阵天线实现了模拟相控阵向数字相控阵的进步，其中模拟相控阵对所有天线对应的接收通道合成为接收波束后进行数字化采样，而数字相控阵是对每个天线或每若干个天线对应的接收通道先进行数字化采样再进行数字化接收波束形成。其中对每个接收通道进行数字化采样的相控阵叫做单元级数字化相控阵；对每若干个接收通道合成后进行数字化采样的相控阵叫做子阵级数字化相控阵，其中每个子阵包含若干个接收通道，一般数目为2、4、8等。

对于子阵级数字化相控阵，一般先对若干个通道进行合成，合成方式有行合成（即每一行当中若干个通道先进行合成）、列合成（即每一列当中若干个通道先进行合成）、行列合成（即若干行若干列的矩形形状内的所有通道进行合成）。由于未合成的另一个维度拥有较高的自由度，可以实现数字多波束等功能，因此在以上三种合成方式中行合成和列合成应用场景较多。

根据子阵级数字化相控阵天线在方位或俯仰上的自由度需求，相控阵天线可能会设计成方位合成或俯仰合成。但子阵级数字化相控阵天线目前一般仅设计成行合成或列合成中的一种，无法在方位和俯仰上同时拥有较高的自由度，因此一种可实现相控阵天线方位合成或俯仰合成方式瞬时可重构的合成网络亟待研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种能够实现相控阵天线方位合成或俯仰合成的合成方式瞬时可重构的相控阵天线的拓扑合成单元以及拓扑合成网络。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种相控阵天线的拓扑合成单元，包括：两组切换单元，每组切换单元包括第一切换模块和第二切换模块，其中第一切换模块和第二切换模块都包括两种连接状态，第一切换模块和第二切换模块的输入端连接不同的输入通道；

在一组切换单元中，第一切换模块和第二切换模块的输出端与同一个合成器连接；

其中一组切换单元中的一个切换模块，与另外一组切换单元中的一个切换模块连接。

作为一种可选的实施例，所述第一切换模块包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，其中第一单刀双掷开关的动端与第一信号输入端连接，所述第一单刀双掷开关的第一不动端与所述第二单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第一单刀双掷开关的第二不动端与所述第二单刀双掷开关的第二不动端连接，所述第二单刀双掷开关的动端与第一合成器的输入端连接。

作为一种可选的实施例，所述第一单刀双掷开关的第一不动端与所述第二单刀双掷开关的第一不动端直接连接，所述第一单刀双掷开关的第二不动端与所述第二单刀双掷开关的第二不动端通过延时线连接。

作为一种可选的实施例，所述第二切换模块包括第三单刀双掷开关和第四单刀双掷开关，其中，第三单刀双掷开关的动端与第二信号输入端连接，所述第三单刀双掷开关的第一不动端与所述第四单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第四单刀双掷开关的动端与所述第一合成器的输入端连接。

作为一种可选的实施例，所述第三单刀双掷开关的第一不动端与所述第四单刀双掷开关的第一不动端直接连接。

作为一种可选的实施例，其中一组切换单元中的第三单刀双掷开关的第二不动端，与另外一组切换单元中的第四单刀双掷开关的第二不动端通过延时线连接。