[发明专利]相控阵控制电路

说明书

在某些示例性实施方式中，使用寄存器库以允许相控阵系统中的快速波束切换(FBS)。具体地，每个波束形成通道都与包含M个寄存器组的寄存器库相关联，该M个寄存器组用于配置诸如波束形成通道的增益/幅度以及相位参数之类的事项。针对所有波束形成通道的寄存器库可以被预编程，然后快速波束切换电路允许遍及阵列的所有波束形成通道被切换以大致同时使用来自其对应寄存器库的相同寄存器组，从而允许相控阵系统在各种波束图案与取向之间快速切换。另外地或另选地，有功功率控制电路可以被用于控制提供给一个或更多个单独波束形成通道的或者由一个或更多个单独波束形成通道消耗的电量，以便减少阵列的DC功耗和/或选择性地改变阵列的有效方向性。

技术领域

本发明总体上涉及相控阵(phased array)，更具体地，本发明涉及相控阵控制电路。

背景技术

主动电子操纵天线系统(“AESA系统”、一种“相控阵系统”)形成用于各种雷达和通信系统的电子可操纵波束。为此，AESA系统通常具有发射和/或接收能量的多个波束形成部件(例如，天线)，以使得每个波束形成部件上的信号可以相干地(即，同相和幅度)进行组合(在本文中称为“波束形成”或“波束操纵”)。具体地，许多AESA系统通过在每个波束形成部件与波束形成或求和点之间提供独特的RF相移和增益设定(相位和增益一起构成复波束权重)来实现波束操纵。

可以具体针对给定应用选择或以其它方式配置相控阵系统中的波束形成部件的数量和类型。给定应用可以具有用于发射信号的指定的最小等效/有效各向同性辐射功率(“EIRP”)。另外地或另选地，给定应用可以具有用于接收信号的指定的最小G/T(类似于信噪比)，其中：

·G表示天线的增益或方向性，并且

·T表示接收系统的总噪声温度，包括接收器噪声系数(noise figure)、天空温度以及天线与输入低噪声放大器之间的馈电损耗。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，一种相控阵系统包括：多个波束形成部件；多个波束形成通道，每个波束形成通道都包括波束形成电路，该波束形成电路被配置成处理用于离散波束形成部件的信号；以及针对每个波束形成通道的对应寄存器库，该寄存器库包括可寻址且可编程的多个寄存器组以及从快速波束切换控制接口接收快速波束切换控制信号的快速波束切换电路，每个寄存器组都被配置成存储针对所述波束形成通道的操作参数，所述快速波束切换电路被配置成基于来自所述快速波束切换控制接口的快速波束切换控制信号向所述波束形成通道提供来自所述多个寄存器组中的选定寄存器组的操作参数。

根据本发明另一实施方式，一种供在相控阵系统中使用的波束形成集成电路，所述波束形成集成电路包括：至少一个波束形成通道，每个波束形成通道都包括波束形成电路，所述波束形成电路被配置成处理用于离散波束形成部件的信号；以及针对每个波束形成通道的对应寄存器库，所述对应寄存器库包括可寻址且可编程的多个寄存器组以及从快速波束切换控制接口接收快速波束切换控制信号的快速波束切换电路，每个寄存器组都被配置成存储针对所述波束形成通道的操作参数，所述快速波束切换电路被配置成基于来自所述快速波束切换控制接口的快速波束切换信号向所述波束形成通道提供来自所述多个寄存器组中的选定寄存器组的操作参数。