[发明专利]一种大型相控阵天线波束控制网络

权利要求书

1.一种大型相控阵天线波束控制网络，其特征在于，包括移相网络和时延网络，所述移相网络包括与相控阵天线的天线单元一一对应连接的移相器单元，所述时延网络包括多个层级，每一层级上均设有时延器单元，一组移相器单元通过一个分合路器与第一层级中的一个时延器单元连接，上一层级中的一组时延器单元通过一个分合路器与下一层级中的一个时延器单元连接，最后一个层级中的时延器单元通过一个分合路器与相控阵天线的射频输入/输出端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种大型相控阵天线波束控制网络，其特征在于，移相器单元和各级时延器单元通过剩余法控制，具体方式为：

（A1）根据天线单元规模、位置、扫描角度和工作频点，通过下式计算得出各天线单元的理论相位分布：

phase₀(i)=d_i∙sin(θ)∙2π/λ

式中，phase₀(i)表示第i个天线单元的理论移相量，d_i表示第i个天线单元到参考点的距离，θ表示相控阵天线波束扫描角度，λ表示相控阵天线工作波长；

各天线单元获得的实际相位分布为对应通道上移相器单元的实际移相量与所有时延器单元对应频点移相量的总和：

phase(i)=p(i)∙step_p+ d₁(i₁)∙step_d1+d₂(i₂)∙step_d2+…+ d_n(i_n)∙step_dn

其中，phase(i)表示第i个天线单元的实际移相量，step_p和step_dn分别表示移相器单元的步进量和第n级时延器单元的步进量，p(i)表示第i个天线单元对应移相器单元的控制码，d_n(i_n)表示第i个天线单元对应第n级时延器单元的控制码；

（A2）在步骤（A1）得出的理论相位分布中，设与第n级时延器单元连接的天线单元为第p至第q号天线单元，在phase(i)中搜索第p至第q号天线单元理论相位分布的最小值Minφ_p~q，将Minφ_p~q与step_dn作商并向下取整得到d_n(i_n)；

（A3）在步骤（A1）得出的理论相位分布中，排除第n级时延器单元的贡献：

phase’(i)=phase(i)- d_n(i_n)∙step_dn

设与第n-1级时延器单元连接的天线单元为第p’ 至第q’号天线单元，在phase’(i)中搜索第p’ 至第q’号天线单元理论相位分布的最小值Minφ_p’~q’，将Minφ_p’~q’与step_dn-1作商并向下取整得到d_n-1(i_n-1)；

（A4）重复步骤（A3），直至得到d₁(i₁)、d₂(i₂)、…、d_n(i_n)；

（A5）在（A1）得出的理论相位分布中，排除所有层级时延器单元的贡献：

phase^p(i)=phase(i)-d₁(i₁)∙step_d1-d₂(i₂)∙step_d2-…- d_n(i_n)∙step_dn

将phase^p(i)与step_p作商并四舍五入取整得到p(i)。