[发明专利]一种基于反正弦时钟的相控阵匀速扫描的实现方法

摘要

本发明提供了一种基于反正弦时钟的相控阵匀速扫描的实现方法，首先选定扫描范围、扫描速度、移相器步进精度以及阵列天线基本参数；然后求出相邻阵元之间激励相位差值范围、1/2扫描周期内移相器的最大变化次数以及一个周期内移相器相位每次跳变对应的时间；最终实现相控阵主瓣波束指向的匀速扫描。本发明利用反正弦时钟信号控制移相器在非均匀时间间隔等量改变阵元激励相位，实现相控阵天线的匀速扫描，有助于实现高扫描精度、馈电网络中移相器控制系统的程序运算量较小的相控阵天线匀速扫描控制，简化硬件电路的设计复杂度，在雷达、微波着陆等通信领域有很高的应用价值。

主权项

1.一种基于反正弦时钟的相控阵匀速扫描的实现方法，其特征在于包括下述步骤：1)按照相控阵扫描特性需求选定扫描范围、扫描速度、移相器步进精度以及阵列天线参数，阵列天线参数为阵元数目和阵元间距；2)根据阵列天线阵因子最大值条件，求出相邻阵元之间激励相位差值范围；3)利用激励相位差值范围和移相器步进精度，得到1/2扫描周期内激励相位最大改变次数其中，(α_min，α_max)是阵内相邻阵元相位差范围，Δ＝2π/2^k为移相器步进精度，k为相位量化位数，是向上取整；4)修正阵列天线阵因子最大值条件，得到相控阵阵因子最大值表达式：其中，其中β是电磁波自由空间传播常数，d是相邻阵元间距，θm为阵列辐射方向图波束指向，p为移相器相位变化次数，(θmin，θmax)是相控阵扫描范围，ω为相控阵扫描速度，t是扫描时间变量，Ts＝2π/ω为匀速扫描相控阵扫描周期；5)将步骤1)、3)中的参数代入到步骤4)的相控阵阵因子最大值表达式，得出一个扫描周期内每次激励相位变化对应的时间序列t＝{t1，t2，...，tP，tP+1，...，t2P‑1，t2P}；6)将时间序列t除以系统时钟信号周期TCLK，得到一个扫描周期内激励相位变化对应的反正弦时钟序列count＝{count1，count2，...，countP，countP+1，...，count2P‑1，count2P}；7)一个扫描周期内，每当控制系统脉冲计数器的数值等于步骤6)中反正弦序列中的某一个数值时，均匀改变激励相位相移量，使相控阵在一个扫描周期内主瓣波束指向匀速扫描，最终实现相控阵的匀速扫描。