[发明专利]一种多天线实现单脉冲测角方法、多天线收发装置

权利要求书

1.一种多天线实现单脉冲测角方法，其特征在于，所述方法应用于多面有源相控阵中，通过多天线收发装置实现，所述多天线收发装置包括单面相控阵天线、波束合成器、基带信号处理器，包括：

单面相控阵天线的多个阵元接收来波信号；

波束合成器对多个阵元接收到的来波信号进行合成，得到和信号和差信号，将和信号和差信号发送到基带信号处理器中；

基带信号处理器根据和信号和差信号，以及天线通道间接收到的该来波信号的相位差，计算得到该来波信号的入射角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个阵元接收到的来波信号进行合成，得到和信号和差信号，包括：

波束合成器将2N个阵元根据阵元位置分为左边阵和右边阵，左边阵和右边阵各为N个阵元，对于同一个来波信号，左边阵合成信号矢量为右边阵合成信号矢量为第N+1个阵元通道和第1个阵元通道接收到的来波信号的相位差为ΔΦ(n)，e^jΔΦ(n)；

和信号矢量为差信号矢量为

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据和信号和差信号，以及天线通道间接收到的该来波信号的相位差，计算得到该来波信号的入射角度，包括：

计算差信号矢量和和信号矢量的模的商，根据k值，计算来波信号的入射角度为，

其中，2N为一维线阵阵元的个数，d为阵元间距，θ为来波入射角，f为来波信号的频率，c为光速。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据和信号和差信号，以及天线通道间接收到的该来波信号的相位差，计算得到该来波信号的入射角度，包括：

合成的和信号为S_Σ＝I_Σ+jQ_Σ，差信号为S_Δ＝I_Δ+jQ_Δ，其中I_Σ为和信号的实部，Q_Σ为和信号的虚部，I_Δ为差信号的实部，Q_Δ为差信号的虚部；

根据和波束信号和差波束信号，计算方向判别参数D，

D＝Q_ΔI_Σ-Q_ΣI_Δ

若D为负数，来波入射角向左偏，若D为正数，来波入射角向右偏。

5.一种多天线收发装置，该装置包括天线收发模块、波束合成器、基带信号处理器，该收发装置基于权利要求1-4任一项所述的多天线实现单脉冲测角方法实现单脉冲测角，并基于所测得的来波信号的入射角度和入射方向来发射载波调制信号；

天线收发模块包括多组天线、矩阵开关、收发组件、收发芯片；每组天线均对应有一个收发芯片和多个收发组件与其连接，矩阵开关用于选通多面有源线阵中的一组天线和相对应的收发组件，每组天线由一维多阵元线阵组成，接收到来波信号时，所述收发芯片将接收到的信号发送到波束合成器中；

波束合成器，根据接收到的信号合成和信号和差信号，将和信号和差信号发送至基带信号处理器；

基带信号处理器，根据接收到的和信号和差信号，计算出波束指向角；

基带信号处理器产生待发送的基带信号，并根据计算出的波束指向角，发送波束指向角命令，将基带信号和波束指向角命令发送至波束合成器；

波束合成器，根据基带信号和波束指向角命令，产生对应通道的载波调制信号；

天线收发模块的收发芯片将来自波束合成器的载波调制信号通过对应通道的天线发出。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述波束指向角为来波信号的入射角度和入射方向。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多天线收发装置应用于多面有源相控阵中，所述多面有源相控阵为4面有源相控阵，单面相控阵天线的方位维使用电扫描覆盖-/+45°。