[发明专利]使用频率的相控阵天线的波束调向系统

说明书

技术领域

本发明涉及在雷达中使用的波束调向系统(beam steering system)，更具体地，涉及使用频率的相控阵天线的波束调向系统。

背景技术

雷达系统通过具有高方向性的天线将电磁波发送给预定目标，并从该目标接收反射波以测量到该目标的距离和方向。通常，这种雷达系统被用于包括通过对船或飞机进行搜索和导航来确保安全的各种领域。

尤其是在天线场中要求天线具有高方向性、低旁瓣电平、快速波束扫描和低功率特性的情况下，通常使用相控阵天线。相控阵天线通过电子控制提供给阵列元素的功率的相位来扫描波束，而并非是通过机械旋转来扫描天线的波束。因而，由于相控阵天线能够立即改变波束的形状和方向，所以相控阵天线受到了很大的关注。

图1是已知相控阵天线的示意图。如图1所示，相控阵天线包括M个天线1和调整由天线1所接收的信号的相位的相位调整器(phase shifter)2。下面将描述相控阵天线的操作。

相位调整器2根据控制器(未示出)的控制适当地调整由每个天线1所接收的信号的相位并将该信号输出到天线1。在这种情况下，由于由天线1所发送的电磁波具有由天线而定的不同相位，因此在空间中根据由相位调整器2设定的相位来确定波束的取向方向。具体地，当相位调整器2根据控制器(未示出)的控制来适当地调整由阵列天线1接收的信号的相位时，在由阵列天线1所发送的电磁信号的相位中产生时间差，并且根据惠更斯原理(Huygen’s principle)天线波束变成以预定的角度θ进行取向。

如上所述，在传统的相控阵天线的情况下，为了对波束调向，需要针对每个天线来控制形成期望波束调向角度的相位。

发明内容

传统的相控阵天线由于为了产生单一波束调向角而需要控制每个天线的相位，从而难以控制并且不能同时产生多个波束调向角度。

因此，本发明致力于提供出一种使用能够通过简单控制来产生波束调向角并同时产生多个波束调向角的相控阵天线的波束调向系统。

本发明的示例性实施方式提供一种使用频率的相控阵天线的波束调向系统，该系统包括：多个发送/接收前端，包括用于调整输入信号的相位的相位调整器；多个阵列天线，将从发送/接收前端输出的信号发射到自由空间；以及宽带发送器，生成输入到发送/接收前端的信号，其中，该信号通过根据从外部输入的控制信号改变该信号的频率而生成。

这里，波束调向系统进一步包括接收引入到阵列天线的信号的宽带接收器，其中该信号是根据控制信号在预定频带中接收的。

此外，由宽带发送器生成的信号的频带与宽带接收器的频带同步。

另外，波束调向系统可进一步包括生成控制信号的控制器。

本发明的另一示例性实施方式提供一种使用频率的相控阵天线的波束调向系统，该系统包括：多个发送/接收前端，包括用于调整输入信号的相位的相位调整器；多个阵列天线，将从发送/接收前端输出的信号发射到自由空间；以及宽带发送器，生成输入到发送/接收前端中的信号，其中，生成了具有多个频带的信号。

这里，波束调向系统可以进一步包括接收引入到阵列天线的信号的宽带接收器，其中，该信号是在多个频带中接收的。

此外，宽带发送器可以通过根据从外部输入的控制信号改变多个频带来生成信号。

另外，宽带接收器可以根据从外界输入的控制信号在预定频带中接收信号。

而且，由宽带发送器所生成信号的频带与宽带接收器的频带同步。

根据本发明的示例性实施方式，通过改变并生成输入到相位调整器中的信号的频率，可以根据简单的控制来生成多个波束调向角，而不用根据要生成的多个波束调向角针对每个调向角改变相位调整器的相位信息。

此外，根据本发明的示例性实施方式，可以通过利用同时输入到相位调整器的信号生成多个频带信号来同时产生多个波束调向角。

附图说明

图1是已知相控阵天线的示意图；

图2是示出了根据本发明示例性实施方式的波束调向角控制原理的概念图；

图3是根据本发明示例性实施方式的使用相控阵天线的波束调向系统的结构图；

图4A示出了根据本发明示例性实施方式的由宽带发送器50生成的信号的频带的实例，图4B示出了天线的相应发射方式；以及

图5A示出了根据本发明另一示例性实施方式的由宽带发送器50生成的信号的频带的实例，图5B示出了天线的相应发射方式。

具体实施方式