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数字 相位阵列天线系统

阅读：972发布：2024-02-22

专利汇可以提供数字相位阵列天线系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型属于通信领域，具体涉及数字相位阵列天线系统。数字相位阵列天线系统，包括阵列天线、振荡器、混频电路、滤波网络、模数转换器阵列和FPGA系统；阵列天线的输出端、振荡器的输出端分别与混频电路的输入端相连；混频电路的输出端与滤波网络的输入端相连；滤波网络的输出端与模数转换器阵列的输入端相连；模数转换器阵列的输出端与FPGA系统的输入端相连。本实用新型公开的数字相位阵列天线系统具有以下有益效果：1、可灵活控制射频方向；2、体积小，无需机械旋转结构便可以移动；3、方向扫描速度快。，下面是数字相位阵列天线系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.数字相位阵列天线系统，其特征在于，包括阵列天线、振荡器、混频电路、滤波网络、模数转换器阵列和FPGA系统；
所述阵列天线的输出端、所述振荡器的输出端分别与所述混频电路的输入端相连；
所述混频电路的输出端与所述滤波网络的输入端相连；
所述滤波网络的输出端与所述模数转换器阵列的输入端相连；
所述模数转换器阵列的输出端与所述FPGA系统的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的数字相位阵列天线系统，其特征在于，阵列天线由多根全向天线组成，相邻天线间距为半波长。
3.根据权利要求1所述的数字相位阵列天线系统，其特征在于，滤波网络包括第一电感器、第二电感器、第一电容器、第二电容器和滤波器；
第一电感器的一端与混频电路的输出端相连，第一电感器的另一端分别与第一电容器的一端、滤波器的输入端相连；
第一电容器的另一端接地；
滤波器的输出端分别与第二电感器的一端、第二电容器的一端相连；
第二电容器的另一端接地，第二电感器的另一端作为滤波网络的输出端。
4.根据权利要求1所述的数字相位阵列天线系统，其特征在于，FPGA系统包括FPGA芯片、电源电路、复位电路、下载电路和时钟电路；
电源电路的输入端与外部电源相连，电源电路的输出端与FPGA芯片的电源端口相连，FPGA芯片包括复位端口、下载端口和外部时钟输入源端口，复位电路与FPGA芯片的复位端口相连，下载电路与FPGA芯片的下载端口相连，时钟电路的输出端与FPGA芯片的外部时钟输入源端口相连。

说明书全文

数字相位阵列天线系统

技术领域

[0001] 本实用新型属于通信领域，具体涉及数字相位阵列天线系统。

背景技术

[0002] 无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

[0003] 与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

[0004] 但是，目前无人机频繁闯入机场，对飞机和乘客的安全造成极大的威胁，现有的对于无人机的定位系统大多存在以下不足之处：1、价格昂贵；2、体积庞大；3、需要机械转动结构才能移动。实用新型内容

[0005] 实用新型目的：本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型公开了数字相位阵列天线系统，其用于探测设计频段内的无线射频信号，并计算出频段内各个频点的信号在各个方向上的信号强度。

[0006] 技术方案：数字相位阵列天线系统，包括阵列天线、振荡器、混频电路、滤波网络、模数转换器阵列和FPGA系统；

[0007] 所述阵列天线的输出端、所述振荡器的输出端分别与所述混频电路的输入端相连；

[0008] 所述混频电路的输出端与所述滤波网络的输入端相连；

[0009] 所述滤波网络的输出端与所述模数转换器阵列的输入端相连；

[0010] 所述模数转换器阵列的输出端与所述FPGA系统的输入端相连。

[0011] 进一步地，阵列天线由多根全向天线组成，相邻天线间距为半波长。

[0012] 进一步地，滤波网络包括第一电感器、第二电感器、第一电容器、第二电容器和滤波器；

[0013] 第一电感器的一端与混频电路的输出端相连，第一电感器的另一端分别与第一电容器的一端、滤波器的输入端相连；

[0014] 第一电容器的另一端接地；

[0015] 滤波器的输出端分别与第二电感器的一端、第二电容器的一端相连；

[0016] 第二电容器的另一端接地，第二电感器的另一端作为滤波网络的输出端。

[0017] 进一步地，FPGA系统包括FPGA芯片、电源电路、复位电路、下载电路和时钟电路；

[0018] 电源电路的输入端与外部电源相连，电源电路的输出端与FPGA芯片的电源端口相连，FPGA芯片包括复位端口、下载端口和外部时钟输入源端口，复位电路与FPGA芯片的复位端口相连，下载电路与FPGA芯片的下载端口相连，时钟电路的输出端与FPGA芯片的外部时钟输入源端口相连。

[0019] 有益效果：本实用新型公开的数字相位阵列天线系统具有以下有益效果：

[0020] 1、可灵活控制射频方向；

[0021] 2、体积小，无需机械旋转结构便可以移动；

[0022] 3、方向扫描速度快。附图说明

[0023] 图1为本实用新型公开的数字相位阵列天线系统的结构示意框图；

[0024] 图2为混频电路的电路图。具体实施方式：

[0025] 下面对本实用新型的具体实施方式详细说明。

[0026] 如图1和2所示，数字相位阵列天线系统，包括阵列天线、振荡器、混频电路、滤波网络、模数转换器阵列和FPGA系统；

[0027] 阵列天线的输出端、振荡器的输出端分别与混频电路的输入端相连；

[0028] 混频电路的输出端与滤波网络的输入端相连；

[0029] 滤波网络的输出端与模数转换器阵列的输入端相连；

[0030] 模数转换器阵列的输出端与FPGA系统的输入端相连。

[0031] 进一步地，阵列天线由多根全向天线组成，相邻天线间距为半波长。

[0032] 进一步地，滤波网络包括第一电感器、第二电感器、第一电容器、第二电容器和滤波器；

[0033] 第一电感器的一端与混频电路的输出端相连，第一电感器的另一端分别与第一电容器的一端、滤波器的输入端相连；

[0034] 第一电容器的另一端接地；

[0035] 滤波器的输出端分别与第二电感器的一端、第二电容器的一端相连；

[0036] 第二电容器的另一端接地，第二电感器的另一端作为滤波网络的输出端。

[0037] 进一步地，FPGA系统包括FPGA芯片、电源电路、复位电路、下载电路和时钟电路；

[0038] 电源电路的输入端与外部电源相连，电源电路的输出端与FPGA芯片的电源端口相连，FPGA芯片包括复位端口、下载端口和外部时钟输入源端口，复位电路与FPGA芯片的复位端口相连，下载电路与FPGA芯片的下载端口相连，时钟电路的输出端与FPGA芯片的外部时钟输入源端口相连。

[0039] 使用时，信号从不同角度入射进阵列天线，经过混频电路后，再经过滤波网络剩下一个频点内的低频信号，随后经过模数转换器阵列对该低频信号进行过采样，使用FPGA系统采集模数转换器阵列的数据。由于每个天线接收到的其实是各个方向上的信号的叠加，每个方向的信号在对应的延迟叠加时会得到最大值，在其他方向时是个小值，利用这个特性，在FPGA系统内部进行信号延迟处理，分析叠加后的信号可得在当前延迟量对应的角度下，该方向信号的功率值。

[0040] 上面对本实用新型的实施方式做了详细说明。但是本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

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