數(shù)字相控天線的理論分析和研究.pdf

1、隨著社會發(fā)展、技術(shù)進步，遠距離通信中對天線增益的要求越來越高，多個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，能實現(xiàn)任意方向的快速掃描，同時能夠適應各種復雜的工作環(huán)境，抗干擾性好。但是相控陣天線設(shè)備復雜且價格昂貴。本文在廣播電臺的應用背景下，提出了一種新的相控陣方法，通過簡單的控制開關(guān)來代替移相器實現(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，重點學習了其工作原理。
　　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，提出通過控制開關(guān)實現(xiàn)改變相位。由于位置的不同導致每根天線接收到的信號會有一個相對的相位差，通過采樣算法，可以簡化系統(tǒng)，對接收到的信

3、號進行加權(quán)合并，在有用信號方向上形成主波束，而在干擾方向上形成零陷，從而提高信號的輸出信噪比。同時，本文針對提出的采樣技術(shù)分別在時域和頻域作了理論推導，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本文提出的采樣技術(shù)作了設(shè)計仿真，對每一個模塊作了詳細的功能介紹和數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置，并通過不同角度、不同間距情況下得到的結(jié)果進行了對比分析，并進行了FPGA的實現(xiàn)以