[发明专利]一种相控阵天线波控算法

摘要

本发明公开了一种相控阵天线波控算法，属于相控阵天线技术领域。其用于通过k位数字移相器对由M×N个天线单元均匀排布所构成的相控阵天线中的第(m,n)个天线单元进行相对于第(0,0)个天线单元的移相。该算法采用舍整取余的方法，只计算小数位，避免了大量的冗余计算，占用计算资源少，能在较短时间内解算出各天线单元的相位控制码，极大地提高了波束控制系统的动态性能，是对现有技术的一种重要改进。

主权项

1.一种相控阵天线波控算法，其特征在于，用于通过k位数字移相器对由M×N个天线单元均匀排布所构成的相控阵天线中的第(m,n)个天线单元进行相对于第(0,0)个天线单元的移相，包括以下步骤：步骤1，以二进制方式分别计算行步进移相码α和列步进移相码β，其中，α和β满足如下关系：式中：为光速的倒数，f为信号频率，d_x为相控阵天线的x向间距，d_y为相控阵天线的y向间距，θ和共同构成相控阵天线在球坐标系中的扫描角其中θ的取值范围为0°～90°，的取值范围为0°～360°；[]_B表示以相应精度取括号内十进制数的无符号16位二进制形式表示码，其中，表示2^‑34精度下的16位二进制有效数字，[f]_B的十进制精度为1MHz，[d_x]_B和[d_y]_B的前5位为整数位、后11位为小数位，十进制精度为2^‑11毫米；[]_B补表示以相应精度取括号内十进制数的有符号16位二进制形式表示码的补码，其中，[sinθ]_B补、和的第1位均为符号位，第2位均为整数位，后14位均为小数位；表示对括号内的各二进制码以字面量形式进行算术相乘，然后将得到的二进制数以二进制码看待，若的符号位为0，则对得到的二进制码取原码，若的符号位为1，则对得到的二进制码取补码；表示对括号内的各二进制码以字面量形式进行算术相乘，然后将得到的二进制数以二进制码看待，若的符号位为0，则对得到的二进制码取原码，若的符号位为1，则对得到的二进制码取补码；步骤2，将行步进移相码α和列步进移相码β视作二进制小数并考虑小数点位置，分别按照四舍五入法截取行步进移相码α对应小数的小数点后k位α'以及列步进移相码β对应小数的小数点后k位β'；步骤3，以二进制方式计算第(m,n)个天线单元相对于第(0,0)个天线单元的二进制移相码φ'_mn，其中φ'_mn满足如下关系：φ'_mn＝[[m]_b×[α']_nv+[n]_b×[β']_nv]_str，其中，[]_b表示对括号中的十进制整数取算术二进制形式，[]_nv表示将括号内的二进制码视作二进制字面量，[]_str表示将括号内的二进制字面量视作二进制码；步骤4，从φ'_mn的最低位开始向前取长度为k的二进制码片段φ”_mn，以φ”_mn作为第(m,n)个天线单元相对于第(0,0)个天线单元的基于k位数字移相器的二进制相位控制码。