一种数字相控阵天线的波束合成方法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201710190372.9 

申 请 日：20170328 

发 明 人：曾浩唐韬王秋实方贝贝吉利霞赵云霄 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400044重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日：20170829 

公 开 号：CN107104710A 

代 理 人： 

代理机构： 

摘　　要：本发明公开了一种数字相控阵天线的波束合成方法，主要解决传统的数字相控阵天线波束合成方法消耗资源大的问题。其实现步骤是：(1)线阵接收到的信号经过射频前端后，再经过ADC采样成为数字信号；(2)该数字信号经过正交下变频成为复信号；(3)计算相控阵权矢量；(4)对阵列接收复信号进行加权求和；(5)设计一个实系数低通滤波器；(6)对加权求和输出信号进行低通滤波，即同时完成信道化滤波和正交化滤波。本发明在保证原有的滤波器性能不变的情况下，减少滤波器的数量，在工程实现中节约了FPGA中的DSP资源，可用于数字相控阵天线领域。??全部 

主 权 项：一种数字相控阵天线的波束合成方法，其实现步骤是：(1)接收数字相控阵天线是一个阵元数量为L的线阵，阵元之间距离为d，其中L为大于2的正整数，d等于信号载波波长的一半；第l个阵元接收的模拟中频信号为s_l(t)，中频载波频率为f_IF，信号带宽为BW，该信号经过采样周期为T_s的ADC转换为数字信号s_l(n)，其中，n表示采样序号，l＝1,...,L；(2)在数字域产生复数本振信号x(n)＝x_r(n)+jx_i(n)，其中实部信号为x_r(n)＝cos(2πf_IFnT_s)，虚部信号为x_i(n)＝sin(2πf_IFnT_s)，j表示虚数单位；本振信号与第l个阵元接收中频数字信号进行相乘，得到第l路的输出复信号y_l(n)＝y_lr(n)+jy_li(n)＝x(n)s_l(n)，其中y_lr(n)表示实部，y_li(n)表示虚部；(3)根据相控阵天线波束指向角度θ₀，计算第l个阵元通道对应的复数权值w_l(θ₀)＝w_lr(θ₀)+jw_li(θ₀)，其中w_lr(θ₀)表示权值的实部，w_li(θ₀)表示权值的虚部；(4)在第l个阵元对应通道中，把步骤(2)中得到的复信号y_l(n)与步骤(3)中得到的复数权值w_l(θ₀)相乘，并合成所有支路的加权输出，得到相控阵天线加权输出复信号其中z_r(n)为实部，z_i(n)为虚部；(5)设计一个M阶的通带等于BW/2的低通数字滤波器，滤波器系数为实数，系数矢量为h＝[h₀?h₁?...?h_M]，其中M为正整数；(6)加权后的输出信号的实部和虚部分别经过滤波器h，得到数字相控阵天线最终输出复基带信号g(n)＝g_r(n)+jg_i(n)，其中实部信号虚部信号 

关 键 词： 

法律状态：生效 

IPC专利分类号：H04B7/0408(2017.01)I;H04B7/08(2006.01)I;H01Q21/00(2006.01)I