數(shù)字相控天線的理論分析和研究.pdf

1、隨著社會(huì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步，遠(yuǎn)距離通信中對(duì)天線增益的要求越來(lái)越高，多個(gè)天線組成陣列可以有效增大天線的電尺寸，提供更高的增益。相控陣天線是由輻射單元排列而成的一種定向陣列天線，可以實(shí)現(xiàn)波束在空間任意方向的掃描。相控陣天線波束的指向非常靈活，能實(shí)現(xiàn)任意方向的快速掃描，同時(shí)能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工作環(huán)境，抗干擾性好。但是相控陣天線設(shè)備復(fù)雜且價(jià)格昂貴。本文在廣播電臺(tái)的應(yīng)用背景下，提出了一種新的相控陣方法，通過(guò)簡(jiǎn)單的控制開(kāi)關(guān)來(lái)代替移相器實(shí)現(xiàn)改變相位的作用

2、，由此便可以大大的降低陣列天線的成本，并在此基礎(chǔ)上做了以下幾方面工作：
　　本文首先研究了數(shù)字相控陣天線中電磁波干涉與疊加原理、方向圖乘積定理以及陣因子特性，并研究了線性相控陣天線掃描原理和平面相控陣天線掃描原理，重點(diǎn)學(xué)習(xí)了其工作原理。
　　其次，在了解相控陣天線的基礎(chǔ)上，本文提出了新的采樣算法，提出通過(guò)控制開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)改變相位。由于位置的不同導(dǎo)致每根天線接收到的信號(hào)會(huì)有一個(gè)相對(duì)的相位差，通過(guò)采樣算法，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，對(duì)接收到的信

3、號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并，在有用信號(hào)方向上形成主波束，而在干擾方向上形成零陷，從而提高信號(hào)的輸出信噪比。同時(shí)，本文針對(duì)提出的采樣技術(shù)分別在時(shí)域和頻域作了理論推導(dǎo)，并給出了傳統(tǒng)相控陣和采樣技術(shù)的輻射模式圖。
　　最后，在證明了采樣技術(shù)在理論上的可行性之后，分別在線性相控陣和平面相控陣上對(duì)本文提出的采樣技術(shù)作了設(shè)計(jì)仿真，對(duì)每一個(gè)模塊作了詳細(xì)的功能介紹和數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置，并通過(guò)不同角度、不同間距情況下得到的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，并進(jìn)行了FPGA的實(shí)現(xiàn)以