一种波束宽度可变天线及其波束快速调控方法转让专利

申请号 : CN201910266811.9

文献号 : CN109904586B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 冯孝斌沈小玲张达凯刘胤凯蔡敏张云冯雨

申请人 : 北京环境特性研究所

摘要 :

本发明涉及一种波束宽度可变天线及其波束快速调控方法,天线包括偏馈反射面、馈源支架、馈源移动电机组、馈源和控制器。偏馈反射面和馈源相对可调节的设置在所述馈源支架的两端。调控方法根据获得的天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格,控制器通过控制馈源移动电机组快速调节馈源移动至所需波束宽度对应的位置,从而实现快速调控。

权利要求 :

1.一种波束宽度可变天线的波束快速调控方法,其特征在于,方法包括:

第一步,搭建可变波束宽度天线

将天线按照以下连接关系连接:其中天线包括偏馈反射面(1)、馈源(4)和馈源支架(2),所述偏馈反射面(1)和馈源(4)相对可调节的设置在所述馈源支架(2)的两端,该天线还包括馈源移动电机组(3)和控制器(5),所述馈源移动电机组(3)连接至馈源(4)并驱动所述馈源(4)相对于所述偏馈反射面(1)可调节的运动,所述馈源移动电机组(3)和馈源(4)与所述控制器(5)电讯连接;并将连接好的可变波束宽度的天线水平架设于天线测量微波暗室转台上;

第二步,测量天线方向图

通过控制器调整馈源位置,使其位于偏馈反射面焦点处,然后转动转台测量获取当前状态下天线水平面方向图;通过控制器调整馈源位置,使其偏离焦点位置并沿焦线向接近偏馈反射面方向步进移动,重复测量获取不同馈源位置状态下天线水平面方向图;

第三步,处理得到天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格

处理第二步测量所得不同馈源位置状态下天线水平面方向图,得到天线3dB/0.5dB波束宽度,以及与该3dB/0.5dB波束宽度相对应的馈源偏离焦点位置,形成天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格;

第四步,形成天线波束宽度调整控制处理系统

将第三步获得的天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格加载于控制器,每次测量前通过控制器控制界面设置当前测量所需天线波束宽度,控制器根据上述关系表格控制馈源移动至相应位置,并形成所需天线波束宽度。

2.一种波束宽度可变天线,其特征在于:采用权利要求1所述的波束宽度可变天线的波束快速调控方法。

3.根据权利要求2所述的波束宽度可变天线,其特征在于:所述馈源移动电机组(3)的机架可转动调节的枢轴连接至所述馈源支架(2)的一端,所述馈源移动电机组(3)的输出轴可伸缩的与馈源(4)固定连接;所述偏馈反射面(1)可拆卸的固定连接至所述馈源支架(2)的另一端。

4.根据权利要求3所述的波束宽度可变天线,其特征在于:所述控制器(5)控制馈源移动电机组(3)驱动馈源(4)远离或接近所述偏馈反射面(1)运动,从而改变偏馈反射面(1)上的场分布,进而获得不同宽度的天线波束。

5.根据权利要求2所述的波束宽度可变天线,其特征在于:所述馈源移动电机组(3)与控制器(5)通过RS-422串口连接。

6.根据权利要求2所述的波束宽度可变天线,其特征在于:所述控制器(5)包括控制系统、输入单元、输出单元、信号收发装置和显示屏。

说明书 :

一种波束宽度可变天线及其波束快速调控方法

技术领域

[0001] 本发明涉及天线技术,尤其涉及一种波束宽度可变天线及其波束快速调控方法。

背景技术

[0002] 为了满足RCS(Radar Cross Section,雷达散射截面,简称RCS)等电磁散射特征量测量精度要求,电磁散射特性测量系统需使用3dB或0.5dB波束均匀照射或覆盖待测目标。一般待测目标扩展尺寸差异较大,从几米到几百米不等。因此,为了保证测量精度,同时兼顾获得更优的天线增益指标和杂波抑制性能,要求电磁散射特性测量系统采用与目标扩展尺寸相匹配的天线波束对目标进行均匀照射或覆盖,即要求测量系统天线波束宽度能够根据待测目标扩展尺寸不同进行相应调整优化。但现有天线多为固定波束宽度天线,不能满足这一使用需求。
[0003] 因此,针对以上不足,需要提供一种能够波束可调的天线。

发明内容

[0004] 针对现有技术中的缺陷,提供了一种波束宽度可变天线及其波束快速调控方法,以解决电磁散射特性测量时现有固定波束宽度天线在兼顾天线增益指标和杂波抑制性能的同时,无法均匀照射或覆盖不同扩展尺寸目标,从而导致电磁散射特征测量结果误差大的问题。
[0005] 一种波束宽度可变天线,所述天线包括偏馈反射面、馈源和馈源支架,所述括偏馈反射面和馈源相对可调节的设置在所述馈源支架的两端。天线还包括馈源移动电机组和控制器,所述馈源移动电机组连接至馈源并驱动所述馈源相对于所述偏馈反射面可调节的运动,所述馈源移动电机组和馈源与所述控制器电讯连接。
[0006] 优选的,所述馈源移动电机组的机架可转动调节的枢轴连接至所述馈源支架的一端,所述馈源移动电机组的输出轴可伸缩的与馈源固定连接;所述偏馈反射面可拆卸的固定连接至所述馈源支架的另一端。
[0007] 优选的,所述控制器控制馈源移动电机组驱动馈源远离或接近所述偏馈反射面运动,从而改变偏馈反射面上的场分布,进而获得不同宽度的天线波束。
[0008] 优选的,所述馈源移动电机组与控制器通过RS-422串口连接。
[0009] 优选的,所述控制器包括控制系统、输入单元、输出单元、信号收发装置和显示屏。
[0010] 本发明还提供了一种波束宽度可变天线的波束快速调控方法,方法包括:
[0011] 第一步,搭建可变波束宽度天线
[0012] 将前述的天线按照连接关系连接,并将连接好的可变波束宽度的天线水平架设于天线测量微波暗室转台上。
[0013] 第二步,测量天线方向图
[0014] 通过控制器调整馈源位置,使其位于偏馈反射面焦点处,然后转动转台测量获取当前状态下天线水平面方向图;通过控制器调整馈源位置,使其偏离焦点位置并沿焦线向接近偏馈反射面方向步进移动,重复测量获取不同馈源位置状态下天线水平面方向图。
[0015] 第三步,处理得到天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格
[0016] 处理第二步测量所得不同馈源位置状态下天线水平面方向图,得到天线3dB/0.5dB波束宽度,以及与该3dB/0.5dB波束宽度相对应的馈源偏离焦点位置,形成天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格。
[0017] 第四步,形成天线波束宽度调整控制处理系统
[0018] 将第三步获得的天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格加载于控制器,每次测量前通过控制器控制界面设置当前测量所需天线波束宽度,控制器根据上述关系表格控制馈源移动至相应位置,并形成所需天线波束宽度。
[0019] 实施本发明的,具有以下有益效果:本发明所涉及一种可变波束宽度天线主要用于电磁散射特性测量系统,基于该天线,可以解决电磁散射特性测量中固定波束宽度天线无法均匀照射或覆盖不同扩展尺寸目标的难题。依据测试精度需求,可灵活设计并实现对不同扩展尺寸目标在不同测试距离上的3dB或0.5dB均匀照射或覆盖,从而降低了幅度锥削影响,提高了RCS等电磁散射特征量测量精度。

附图说明

[0020] 图1是本发明波束宽度可变天线的结构示意图;
[0021] 图2是本发明波束宽度可变天线状态调整示意图;
[0022] 图3是波束快速调控方法的流程图。
[0023] 图中:1:偏馈反射面;2:馈源支架;3:馈源移动电机组;4:馈源;5:控制器。

具体实施方式

[0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025] 一种波束宽度可变天线,参见图1,天线包括偏馈反射面1、馈源支架2、馈源移动电机组3、馈源4、和控制器5。
[0026] 馈源移动电机组3的机架可转动调节的枢轴连接至所述馈源支架2的一端,所述馈源移动电机组3的输出轴可伸缩的与馈源4固定连接;所述偏馈反射面1可拆卸的固定连接至所述馈源支架2的另一端。从而实现偏馈反射面1和馈源4相对可调节的设置在所述馈源支架2的两端。
[0027] 馈源移动电机组3和馈源4与所述控制器5电讯连接,其中,所述馈源移动电机组3与控制器5通过RS-422串口连接。
[0028] 馈源移动电机组3连接至馈源4并驱动所述馈源4相对于所述偏馈反射面1可调节的运动。
[0029] 控制器5包括控制系统、输入单元、输出单元、信号收发装置和显示屏。控制器5控制馈源移动电机组3驱动馈源4远离或接近所述偏馈反射面1运动,从而改变偏馈反射面1上的场分布,进而获得不同宽度的天线波束。
[0030] 本发明还提供了一种波束宽度可变天线的波束快速调控方法,方法包括:
[0031] 第一步,搭建可变波束宽度天线
[0032] 将前述的天线按照连接关系连接,馈源4固定于馈源移动电机组3上,馈源移动电机组3安装于馈源支架2上,馈源支架2与偏馈反射面1刚性连接,控制器5通过RS-422串口与馈源移动电机组3连接。
[0033] 参见图2,将连接好的可变波束宽度的天线水平架设于天线测量微波暗室转台上。
[0034] 第二步,测量天线方向图
[0035] 通过控制器5调整馈源4位置,使其位于偏馈反射面1的焦点处,然后转动转台(参见图2中馈源支架下方的转台处的箭头方向转动转台)测量获取当前状态下天线水平面方向图;通过控制器5调整馈源4位置,使其偏离焦点位置并沿焦线向接近偏馈反射面1方向步进移动(参见图2中馈源4和偏馈反射面1之间的箭头所示方向),重复测量获取不同馈源位置状态下天线水平面方向图。
[0036] 第三步,处理得到天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格
[0037] 处理第二步测量所得不同馈源位置状态下天线水平面方向图,得到天线3dB/0.5dB波束宽度,以及与该3dB/0.5dB波束宽度相对应的馈源偏离焦点位置,形成天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格。
[0038] 第四步,形成天线波束宽度调整控制处理系统
[0039] 将第三步获得的天线波束宽度Vs馈源偏焦位置关系表格加载于控制器,每次测量前通过控制器控制界面设置当前测量所需天线波束宽度,控制器5根据上述关系表格控制馈源4移动至相应位置,并形成所需天线波束宽度。
[0040] 综上所述,该天线解决了不同扩展尺寸目标在不同距离进行电磁散射特性测量时,现有天线固定宽度波束非均匀照射目标导致电磁散射特征测量结果误差大的问题。该发明主要应用于电磁散射特性测量系统,通过调整馈源位置,获得不同宽度天线波束,以实现对不同扩展尺寸目标的均匀照射或覆盖,从而减小了幅度锥削,提高了电磁散射特性测量精度。
[0041] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。