一种基于FPGA快速多途径降低天线波束副瓣方法

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种基于FPGA快速多途径降低天线波束副瓣方法。

背景技术

现有相控阵天线多采用一种方法实现低副瓣，若需更改实现方法则需要经过复杂的改动，如需要更改天线布局、更改各天线单元输入激励信号幅度、更改电源控制电路等。即现有方法不能够根据工作模式快速切换通过其他路径实现不同需求下的低副瓣天线波束。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于FPGA快速多途径降低天线波束副瓣方法，根据不同工作模式可选择幅度加权、密度加权、相位加权、幅度和相位加权，能够节省FPGA资源、减少FPGA计算时间和复杂程度、提高波束捷变时间、减轻工程重新设计任务、缩短项目开发周期。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种基于FPGA快速多途径降低天线波束副瓣方法，包括以下步骤：

S1、根据工作模式设置判断是否需要对未加权幅度码、相位码进行幅度和/或相位加权；如果不进行加权，则幅度码、相位码直接被送入各天线单元的衰减器和移相器；如果要进行加权，则进入步骤S2；

S2、根据工作模式设置的类型选择加权类型；

S3、依照步骤S2中选定的加权类型进行加权；

S4、将幅度码、相位码送入各天线单元的衰减器和移相器。

可选或优选地，所述步骤S2中的加权类型包括幅度加权、密度加权、相位加权、幅度和相位加权。

可选或优选地，对于步骤S3，当选择幅度加权时，选择泰勒分布加权，选择以后通过FPGA快速完成数据查找。

可选或优选地，对于步骤S3，当选择幅度加权时，选择汉明分布加权，选择以后通过FPGA快速完成数据查找。

可选或优选地，对于步骤S3，当选择密度加权时，还包括：

S31、按照副瓣要求进行泰勒分布幅度加权数据查表和各通道加权系数Ai查表，其中，0＜Ai≤1；

S32、按照蒙特卡罗概率统计方法产生(0，1)之间均匀分布的随机数Ri查表；

S33、按照稀布式密度加权相控阵天线单元布局确定天线阵面上各天线单元是否打开，若Ri≤Ai，则天线单元打开，若Ri＞Ai，则天线单元关闭。

可选或优选地，对于步骤S3，当选择相位加权时，还包括：

S31、按照副瓣要求进行相位加权数据查表；

S32、与未加权相位码相加；

S32、对相加后的相位码与360°取余数，若为负数，则再加360°。

可选或优选地，对于步骤S3，当选择幅度和相位加权时，同时对幅度码和相位码进行幅度加权和相位加权。

可选或优选地，加权数据提前计算并烧写在FLASH中，天线单元按组控制是否打开进行阵面重构。

基于上述技术方案，可产生如下技术效果：

本发明提供的一种基于FPGA快速多途径降低天线波束副瓣方法，能够根据不同的工作模式选择不同路径，快速实现低副瓣天线波束，相比于现有技术，可以节省FPGA资源、提高波束捷变时间、减轻工程重新设计任务、缩短项目开发周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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，所描述的实施例仅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作出创造性劳动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。

实施例1：

如图1所示：

本发明提供了一种基于FPGA快速多途径降低天线波束副瓣方法，包括以下步骤：

S1、根据工作模式设置判断是否需要对未加权幅度码、相位码进行幅度和/或相位加权；如果不进行加权，则幅度码、相位码直接被送入各天线单元的衰减器和移相器；如果要进行加权，则进入步骤S2；

S2、根据工作模式设置的类型选择加权类型，具体包括幅度加权、密度加权、相位加权、幅度和相位加权；

S3、依照步骤S2中选定的加权类型进行加权；

S4、将幅度码、相位码送入各天线单元的衰减器和移相器。

本实施例中，当选择幅度加权时，选择泰勒分布或汉明分布加权，选择以后通过FPGA快速完成数据查找，单通道可在25ns内完成数据查找，大大缩短FPGA计算时间。

本实施例中，对于步骤S3，当选择密度加权时，还包括：

S31、按照副瓣要求进行泰勒分布幅度加权数据查表和各通道加权系数Ai查表，其中，0＜Ai≤1；

S32、按照蒙特卡罗概率统计方法产生(0，1)之间均匀分布的随机数Ri查表；

S33、按照稀布式密度加权相控阵天线单元布局确定天线阵面上各天线单元是否打开，若Ri≤Ai，则天线单元打开，若Ri＞Ai，则天线单元关闭。

本实施例中，对于步骤S3，当选择相位加权时，还包括：

S31、按照副瓣要求进行相位加权数据查表；

S32、与未加权相位码相加；

S32、对相加后的相位码与360°取余数，若为负数，则再加360°。

本实施例中，对于步骤S3，当选择幅度和相位加权时，同时对幅度码和相位码进行幅度加权和相位加权，幅度和相位同时加权可进一步降低天线波束副瓣，幅度和相位同时加权可以允许每个天线通道中的T/R组件里的发射机功率放大器具有相同的输出功率电平，而无须采用具有多种输出功率电平的功率放大器。

本实施例中，加权数据提前计算并烧写在FLASH中，天线单元按组控制是否打开进行阵面重构，进一步节省FPGA资源、减少FPGA计算时间和复杂程度。