CN114128048A - 多波束接收电子控向天线 - Google Patents

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Abstract

一种多波束接收电子控向天线(1)，包括：Tx阵列(2，6)，该Tx阵列包括Tx天线元件(3，7)的相控阵列并且具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径；Rx阵列(2，4)，该Rx阵列包括Rx天线元件(3，5)的相控阵列并且具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径。Tx阵列(2，6)的几何孔径的一对或多对平行相对边相对于Rx阵列(2，4)的几何孔径的一对或多对平行相对边倾斜。

Description

多波束接收电子控向天线
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2019年12月18日提交的意大利专利申请第102019000024577号的优先权，其内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明总体上涉及电子控向天线(Electronically-Steerable Antenna，ESA)，并且特别地涉及多波束接收(Multi-Beam on Receive，MBR)ESA。
背景技术
图1示出了与常规ESA相比的MBR ESA的操作原理的图形表示：在MBR ESA中，较小的Tx天线阵列通过泛光Tx照射波束照射宽视场(Field Of View，FOV)，该泛光Tx照射波束可通过所限定的观测场(Field Of Regard，FOR)内的实时延迟电路(或更常见的移相器)电子控向，而较大的Rx天线阵列通过进入连接到相关联的接收和ADC链的天线子阵列的所接收的信号生成同时指向不同方向的多个窄波束图案，其中天线子阵列的输出被数字地转换并处理，以便覆盖Tx照射波束内的整个感兴趣的角度扇区。对于一般的转向方向，Rx天线阵列以不同的转向角度生成多个波束，这些波束通过通常与阵列波束宽度成比例的适当偏移而彼此偏斜。
图2a和图2b示出了MBR ESA控制器，其包括被设计成使Tx阵列发射具有带有宽Tx波束宽度(泛光波束)的Tx图案的RF波束的Tx区段(图2a)、并且包括被设计成执行MBR处理，并且特别是使Rx阵列接收同时的多个RF波束的波束形成网络的Rx区段(图2b)，该多个RF波束被处理以同时合成具有带有窄Rx波束宽度的Rx图案的多个Rx波束，也就是说，Rx波束宽度各自比Tx波束宽度更窄。
图3示出了由图2b中的数字波束形成器实现的同时的多个Rx波束的主波束图案；图4示出了MBR ESA的Tx图案(浅灰色实线)和同时的多个Rx图案(深灰色实线)，并且图5示出了与一个偏斜Rx波束相关的Tx、Rx和双向TRX(Tx-Rx)图案。
MBR ESA可能显露出与常规ESA相同的性能，同时降低拦截的概率并支持同时执行的多个功能。然而，在MBR ESA中，由于在数字化子阵列的数量不足够大的情况下接收处同时生成的偏斜波束上不可避免的相位不连续性，旁瓣水平比常规ESA中的那些旁瓣水平更大。
图6a、图6b和图6c分别示出了由8个、12个和16个Rx数字通道构成的MBR ESA的同时的多个Rx波束的Rx图案。如可以理解的那样，当Rx阵列的数字Rx通道的数量有限时，旁瓣的数量和水平的增加变得更加有问题。事实上，考虑由8个Rx数字通道构成的MBR ESA的第一旁瓣作为参考(图6a)，使用更多数量的Rx通道在12个通道的情况下带来约3dB的SLL改善(图6b)并且在16个通道的情况下带来约7dB的改善(图6c)。
因此，为了保证所要求的性能，控制旁瓣水平是MBR ESA中的关键问题。事实上，在MBR***中，当产生偏斜的同时Rx波束时，由于子阵列上的相位不连续性，旁瓣在水平方面不可避免地增加。
例如，相位不连续性的模型在图7中示出，其中描绘了从单个元件(虚线)和第q个子阵列/Rx数字通道(点)的总和获得的第n个Rx波束的等效时间延迟t(浅灰色实线)，以及相对于主方向(虚线)的偏斜方向的参考时间延迟(深灰色实线)。
在过去几年中，已经提出了许多解决方案来在机械/电子控向天线中将旁瓣水平保持为较低(特别是在由保证***性能的所容许的旁瓣水平限定的参考掩模内)方面支持设计者，其中大多数技术是基于对辐射场应用非均匀2D照射函数。例如，在ESA中，照射图案的控制通过为TM/RM/TRM模块的可变衰减器设置合适的值来实现。
例如，在US 5 781 157 A中提出了一种解决方案，其公开了一种雷达***，该雷达***包括发射器、接收器和由多个子阵列构成的相控阵天线。发射器与天线的某些侧向定位的子阵列以及其他居中设置的子阵列互连。子阵列经由波束形成器互连到多通道接收器，从而提供具有带有增强的旁瓣抑制的多个波束的雷达***。另一种形式通过对天线阵列辐射器应用线性变化的相位函数结合固定的增加或减少的相位函数来控制发射波束。
另一解决方案例如在US 9 653 799 B2中提出，其公开了一种控制有源电子控向天线(AESA)中旁瓣分布的方法，包括对阵列孔径进行电子重新成形以减小阵列的覆盖体积的所选择区域上的旁瓣。在一个示例中，通过电子地打开和/或关闭阵列中的所选择辐射器来改变孔径的边缘不连续性的角度并且从而将主旁瓣移出阵列的操作的(多个)主平面，来实现孔径的重新成形。
EP 2 613 169 A1公开了一种方法，该方法以数字方式将主瓣检测与栅瓣检测和旁瓣检测进行区分，而不需要附加的天线或接收器架构。该方法包括应用接收权重来返回每个雷达接收元件的雷达数据，以将阵列雷达天线的每个子阵列转向到除子阵列发射角之外的方向，并且包括将子阵列权重应用于每个子阵列，以生成具有幅值和相位分量的阵列雷达天线接收波束数据。该方法包括对每个子阵列的子阵列波束数据幅值应用预定的比例因子，以生成比例子阵列波束数据幅值。该方法包括基于比例子阵列波束数据幅值为每个子阵列生成保护波束数据。该方法还包括基于接收波束数据和保护波束数据确定返回雷达数据是否对应于主瓣或栅瓣或旁瓣。
KUZMIN ILYA A等人的环形同心模块化天线阵列(Ring Concentric ModularAntenna Array)，2019IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electricaland Electronic Engineering(EICONRUS),IEEE,28January 2019(2019-01-28)第2018-2019页解决了在保持APAA的定向扫描性质的同时减少有源相控阵天线(APAA)的天线元件的较大数量的需求，并且提出了通过呈现包括放置在几个同心圆中的矩形模块的模块化圆形天线阵列的模型来增加天线元件之间的距离，其中将发射器分组为彼此成角度放置的行-列矩形子阵列，以便在扫描的同时减少旁瓣水平和衍射峰。
BOAG AVIEL等人的超宽带相控阵中的栅瓣抑制(Grating Lobe Mitigation inUltra-wideband Phased Arrays)，2018,International Conference onElectromagnetics in Advanced Applications(ICEAA),IEEE,10September 2018(2018-09-10)，第85-86页公开了一种旨在抑制超宽带相控阵天线中栅瓣数有效的优化技术，其中通过有效表示主波束的期望频带和域上的阵列因子和观察方向来实现低计算复杂度。子阵列方法和快速阵列因子评估算法进一步降低了计算成本。
ZAMANIFEKRI A等人的使用顺序旋转的焦平面阵列的圆极化偏置反射器天线中的波束偏斜补偿(Beam Squint Compensation in Circularly Polarized OffsetReflector Antennas Using a Sequentially Rotated Focal-Plane Array)，IEEE,Antennas and Wireless Propagation Letters,Vol.14,29 December 2014(2014-12-29)，第815-818页解决了圆极化偏置反射器天线中的波束偏斜的问题并且提出了使用由顺序旋转的线性极化元件组成并且可以用于促进与在Ka波段操作的卫星互联网(VSAT)的全双工通信中的波束转向的焦平面阵列概念。
发明内容
本发明的目的是提供现有技术旁瓣控制解决方案的替代性解决方案，该替代性解决方案允许在根据MBR技术操作的同时要求同时获取的数字Rx通道的数量减少，并且尽管有这种减少，仍提供旁瓣水平的显著降低。
如所附权利要求所保护的，本发明涉及MBR ESA和一种降低MBR ESA中的旁瓣水平的方法。
附图说明
图1示意性地示出了与常规ESA相比的MBR ESA的操作原理。
图2a和图2b示意性地示出了具有Tx区段(图2a)和包括波束形成网络以执行MBR处理的Rx区段(图2b)的MBR ESA控制器。
图3示出了由图2b中的数字波束形成器实现的同时的多个Rx波束的主波束图案。
图4示出MBR ESA的Tx图案和同时的多个Rx图案。
图5示出了与一个偏斜Rx波束相关的Tx、Rx和双向TRX图案。
图6a、图6b和图6c分别示出了由8个、12个和16个Rx数字通道构成的MBR ESA的同时的多个Rx波束的Rx图案。
图7示出了绘制子阵列上的相移不连续性的图。
图8a和图8b分别示出了具有单基地和双基地架构的MBR ESA，并且其中Tx阵列具有相对于Rx阵列的四边孔径旋转的四边孔径。
图9a和图9b分别示出了当Rx阵列不相对于Rx阵列旋转时以及当Tx阵列相对于Rx阵列旋转45°的角度时的3D Tx图案。
图10a和图10b分别示出了当Tx阵列不相对于Rx阵列旋转时和当Tx阵列相对于Rx阵列旋转45°的角度时，在30°方位角方向下并且具有规则点阵和均匀照射的MBR ESA转向的双向TRX图案。
图10c示出了图10a和图10b中示出的双向TRX图案的叠加。
图11示出了由对偏斜Rx波束(浅灰色实线)进行的Rx图案优化得到的MBR ESA的双向图案(深灰色实线)。
具体实施方式
提供以下描述以使本领域技术人员能够制造和使用本发明。在不脱离所要求保护的发明的范围的情况下，对实施例的各种修改对于本领域技术人员而言将是明显的。因此，本发明并不旨在限于所示的实施例，而是符合与本文公开的和所附权利要求中限定的原理和特征一致的最宽范围。
除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与所公开的实施例所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在冲突的情况下，以本说明书(包括定义)为准。此外，这些示例仅是说明性的，而不旨在是限制性的。
为了促进对本文描述的实施例的理解，将参考某些实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开的范围。
考虑在由噪声占主导地位的扰动的假设下的MBR ESA的雷达方程：
Figure BDA0003404677770000051
Figure BDA0003404677770000052
其中：
SNR是接收其输出处的信噪比；
PAvg是平均发射功率；
θ、
Figure BDA0003404677770000053
是转向角度
Figure BDA0003404677770000054
是双向天线图案
GTX和GRX分别是Tx和Rx增益，
GEL是构成Tx阵列和Rx阵列的每个辐射元件的增益
DARR是单个阵列的方向性
LTAP是由于不均匀照射引起的锥形损耗
λ是发射波形的波长
ToT是目标时间(目标照射间隔)
RCS是目标雷达截面
kToF是噪声功率的密度
LRF是由于Tx和Rx路径引起的损耗
LPROC为过程损耗；
R是传感器到目标的距离。
本发明的目的可以看作是如何优化双向天线图案G2-way(θ,Φ)。假设Tx阵列和Rx阵列共享相同的天线元件，并且在Tx中应用均匀锥形，方程2变为：
Figure BDA0003404677770000061
GEL取决于所选择的天线元件的技术，并且GTX和GRX取决于每个阵列的辐射元件的数量，因此要优化的函数是双向TRX方向性函数f2'way(θ,Φ)：
Figure BDA0003404677770000062
根据本发明的一方面，双向TRX方向性函数
Figure BDA0003404677770000063
可以通过有目的地并且适当地区分Tx阵列和Rx阵列的几何孔径或形状来优化，特别是通过在Tx阵列和Rx阵列之间引入以诸如导致Tx阵列和Rx阵列的几何孔径在几何上不相关或稍微相关或几乎不相关的程度中断在Tx阵列与Rx阵列的几何孔径之间的几何一致性的几何孔径分集来优化。
特别地，通过使Tx阵列的几何孔径相对于Rx阵列的几何孔径旋转(围绕正交于Tx阵列的平面的宽边方向)同时保持Tx阵列和Rx阵列之间的共同极化方向，来实现Tx阵列与Rx阵列的几何孔径的区分。
图8a和图8b例示性地示出了在整体上以附图标记1表示的MBR ESA中实践本发明的简化。
在图8a和图8b例示性示出的实施例中，MBR ESA 1是具有单基地架构(图8a)(即，其中Tx阵列和Rx阵列在天线平面中并置)和具有双基地架构(图8b)(即其中Tx阵列和Rx阵列在天线平面中物理分离)的平面MBR ESA 1(即Tx阵列和Rx阵列布置在与宽边方向正交的天线平面中)。特别地，在单基地架构(图8a)中，MBR ESA 1包括由单独可选择以发射或接收RF信号的并置的发射并接收天线元件3的全填充相控阵列形成的2D Tx-Rx阵列2，而在双基地架构(图8b)中，MBR ESA 1包括仅由Rx天线元件5的全填充相控阵列形成的2D Rx阵列4、以及与该Rx阵列物理分离并且与其共面或平行、并且各自仅由Tx天线元件7的全填充相控阵列形成的一个或多个2D Tx阵列6。
在天线元件3、5和7分布在相应阵列2、4和6中以便满足所谓的半波长间隔约束(即分布在天线平面中以便被间隔大约半波长(λ/2))的意义上，Tx-Rx阵列2、Rx阵列4和(多个)Tx阵列6被完全填充。天线元件3、5和7可以在相应的阵列2、4和6中全部被激励(接通)、或者根据适当的激励图案(诸如交替或方格状图案)被激励，其中天线元件交替地接通和断开。
在这两种架构中，设置天线控制器8(参见图2a和图2b)以使Tx天线元件发射具有带有宽Tx波束宽度(泛光波束)的扫描或非扫描Tx图案的RF波束，并且使Rx天线元件接收同时的多个RF波束，这些同时的多个RF波束被处理以同时合成具有带有窄Rx波束宽度的Rx较高增益图案的多个扫描或非扫描Rx波束，也就是说，Rx波束宽度各自比Tx波束宽度更窄。
在这两种架构中，Tx天线元件的数量低于Rx天线元件的数量，Tx波束具有低于各个Rx波束的方向性，以致Tx波束比各个Rx波束具有更宽的方位角和/或仰角波束宽度。
在图8a和图8b例示性示出的实施例中，Tx天线元件和Rx天线元件两者被布置成在天线平面中形成具有两对平行的相对(或面对)边的相应的2D四边(或平行四边形形状或四边形)几何孔径。
Tx天线元件和Rx天线元件均匀分布在点阵(或网栅或光栅)结构中，在图8a和8b例示性示出的实施例中，该点阵是三角形的，即其中天线元件在行与列之间交错。不言而喻，点阵结构可以不同于三角形，特别地可以是矩形，并且点阵结构可以是等边的或不等边的。
在现有技术的解决方案中，Tx阵列的四边孔径的每对平行相对边平行于Rx阵列的四边孔径的一对平行相对边。
在本发明中，Tx阵列的四边孔径以这样的程度相对于Rx阵列的四边孔径旋转，即Tx阵列的四边孔径的每对平行相对边相对于Rx阵列的四边孔径的相应的一对平行相对边斜置或倾斜除了90°的非零角度α，特别是小于90°。
更详细地，在图8a和图8b中例示性示出的实施例中，Tx阵列具有正方形孔径，而Rx阵列具有矩形孔径。
在上述现有技术解决方案中，Tx阵列的正方形孔径的每对平行相对边平行于Rx阵列的矩形孔径的相关联的一对平行相对边。
在本发明中，Tx阵列的正方形孔径相对于Rx阵列的矩形孔径旋转45°角，使得Tx阵列的正方形孔径的每对平行相对边相对于Rx阵列的矩形孔径的一对平行相对边倾斜45°。
鉴于本公开的益处，本领域技术人员可以理解，根据本文公开的原理，可以实施许多其他变化。
特别地，在不同的实施例中，即使是Tx阵列的正方形孔径的单对平行相对边也可以相对于Rx阵列的矩形孔径的一对平行相对边倾斜，而其他对平行相对边可以平行。
例如，这可能是这样的情况，其中Tx阵列具有正方形孔径，而Rx阵列具有其短边相对于长边倾斜45°的平行四边形孔径，并且Tx阵列的正方形孔径相对于Rx阵列的平行四边形孔径旋转45°角，使得Tx阵列的正方形孔径的一对平行相对边相对于Rx阵列的平行四边形孔径的一对较长边倾斜45°，而Tx阵列的正方形孔径的另一对平行相对边平行于Rx阵列的平行四边形孔径的一对较短边。
其他示例可以包括Tx阵列和Rx阵列的四边孔径，诸如非直角菱形或偏菱形(等边四边形)。
本申请人已经体验到，在旁瓣水平降低方面与Tx阵列和Rx阵列的四边孔径所允许实现的那些益处类似的益处也可以通过具有一对或多对平行相对边的任何多边形孔径来实现，并且其中Tx阵列与Rx阵列之间的几何孔径分集以诸如导致Tx阵列和Rx阵列的几何孔径在几何上不相关或者稍微相关或者勉强相关的程度中断了Tx阵列和Rx阵列的几何孔径之间的几何一致性。
在本发明中，沿主平面的且源自Tx阵列和Rx阵列的几何孔径的相关联对的平行相对边的之间的平行性的高旁瓣水平在本发明中被减轻：近旁瓣水平被降低，并且由于Tx图案的零度角不同于Rx图案的那些零度角，双向TRX图案的中远旁瓣几乎被抵消。
图9a和图9b示出了由12×12个天线元件形成的全填充Tx阵列的并且其中Tx阵列的正方形孔径不相对于Rx阵列的矩形孔径旋转(α＝0°)并且相应地Tx阵列的正方形孔径相对于Rx阵列的矩形孔径旋转(α＝45°)的3D发射图案
Figure BDA0003404677770000092
图10a和图10b分别示出了具有12×12个天线元件的全填充Tx阵列和具有36×12个天线元件的Rx阵列在30°方位角方向(为了清楚起见，仅示出了一个Rx波束)处的、具有规则点阵并且其中Tx阵列的方形孔径不相对于Rx阵列的矩形孔径旋转(α＝0°)以及相应地Tx阵列的方形孔径相对于Rx阵列的矩形孔径旋转(α＝45°)的MBR ESA转向的双向TRX图案
Figure BDA0003404677770000091
)。图10c示出了图10a和图10b中示出的双向TRX图案的叠加。
可以理解的是，当Tx阵列的方形孔径相对于Rx阵列的矩形孔径旋转时(图10b，α＝45°)，与Tx阵列的方形孔径不相对于Rx阵列的矩形孔径旋转时(图10a，α＝0°)的那些中远旁瓣水平相比，中远旁瓣水平显著降低，而关于近旁瓣的益处被限制，因为Rx阵列的第一旁瓣仍然位于Tx阵列的主瓣的内部。
为了将近旁瓣水平保持在由所容许的旁瓣水平限定的参考掩模内(这也保证了具有有限数量的数字Rx通道的MBR ESA中的***性能)，可以将特定的照射功能应用于Rx阵列的衰减器和移相器。在Tx阵列的主瓣外部，通过旋转Tx阵列的几何孔径实现的旁瓣水平降低已经是有效的，因此优化可以方便地集中在仅靠近主瓣的有限区域中。
传统的基于加权窗口的技术(诸如Taylor加权技术、Hamming加权技术、Hanning加权技术、Blackman-Harris窗技术等)应该被放弃，因为它们会导致过度的锥形损耗并且导致中远旁瓣水平的进一步改善(在相对于Rx阵列旋转Tx阵列的情况下，这不是严格必要的)。
根据本发明的另一方面，天线控制器8还被设计成使得经优化的锥形函数仅应用于近旁瓣，即，对于近旁瓣具有更严格的阈值并且对于远旁瓣具有更宽松的阈值，而不会引入过多的加权损耗。考虑到旁瓣最小化的方位角和仰角方面的所有方向，可以通过仅在接Rx图案或双向图案上应用经优化的锥形函数来实现这种优化。
图11示出了由对偏斜Rx波束(浅灰色实线)进行的Rx图案优化得到的MBR ESA的双向图案(深灰色实线)。在图11中，所描绘的Tx图案(虚线)源自原始Tx图案(即非旋转图案)的图案合成，并且这导致中远旁瓣水平相对较高。
鉴于前面的描述，可以理解与现有技术解决方案相比，本发明允许实现的优点。
特别地，本发明可以应用于任何MBR ESA并且不仅应用于传统的AESA，而在Tx阵列与Rx阵列之间没有物理分离和尺寸分集，从而导致包含单基地架构和双基地架构。
而且，将本发明应用于MBR ESA导致了由于Tx阵列相对于宽边方向的旋转而引起的中远旁瓣的显著减少，并且导致了由于应用了优化的加权系数引起的近旁瓣的显著减少，由此确保了***性能改善，而无需使用较大数量的Rx通道。
而且，本发明将Tx阵列和Rx阵列的几何孔径分集扩展到任何多边形Tx图案和Rx图案，从而导致了利用体现本发明的MBR ESA的改进的灵活性。

Claims (31)

1.一种多波束接收电子控向天线(1)，其包括：
Tx阵列(2，6)，所述Tx阵列(2，6)包括Tx天线元件(3，7)的相控阵列并且具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径；
Rx阵列(2，4)，所述Rx阵列(2，4)包括Rx天线元件(3，5)的相控阵列并且具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径；
所述Tx阵列(2，6)的几何孔径的一对或多对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的几何孔径的一对或多对平行相对边倾斜；
所述多波束接收电子控向天线(1)还包括天线控制器(8)，所述天线控制器(8)被设计成使得所述Tx天线元件(3，7)发射具有带有宽Tx波束宽度的Tx图案的RF Tx波束，并且使得所述Rx天线元件(3，5)同时接收多个RF波束，所述多个RF波束能够被处理以同时合成具有带有各自比所述Tx波束宽度更窄的Rx波束宽度的Rx图案的多个Rx波束；
所述Tx天线元件(3，7)的数量低于Rx天线元件(3，5)的数量；
所述Tx波束比所述各个Rx波束具有更低的方向性，从而导致所述Tx波束比所述各个Rx波束具有更宽的方位角和/或仰角波束宽度；并且
所述Tx阵列(3，7)具有低于所述Rx阵列(3，5)的增益。
2.根据权利要求1所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的所述几何孔径各自包括至少两对平行相对边；所述Tx阵列(2，6)的所述几何孔径的两对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的所述几何孔径的两对平行相对边倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列(2，6)的所述几何孔径的一对或多对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的所述几何孔径的一对或多对平行相对边倾斜除了90°的非零角度，特别地小于90°。
4.根据前述权利要求中任一项所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的几何孔径是四边的。
5.根据权利要求4所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列(2，6)的几何孔径是正方形或菱形，并且所述Rx阵列(2，4)的几何孔径是矩形或平行四边形。
6.根据前述权利要求中任一项所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中所述多波束接收电子控向天线(1)是平面的，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)是全填充的，并且所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的所述几何孔径形成在所述天线平面中。
7.根据权利要求6所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中所述天线控制器(8)还被设计成使得锥形函数仅应用于所述Rx图案或者应用于Tx-Rx图案，其中一个或多个较低阈值与近旁瓣相关联并且一个或多个较高阈值与中-远旁瓣相关联。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多波束接收电子控向天线，具有双基地架构，在所述双基地架构中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)物理分离，并且所述Tx阵列(6)仅由Tx天线元件(7)形成并且所述Rx阵列(4)仅由Rx天线元件(5)形成。
9.根据前述权利要求1至7中任一项所述的多波束接收电子控向天线，具有单基地架构，在所述单基地架构中，所述Tx阵列和Rx阵列被并置以形成Tx-Rx阵列(2)，其中所述天线元件既是发射又是接收天线元件(3)并且单独可选择发射或接收RF信号。
10.根据前述权利要求中任一项所述的多波束接收电子控向天线，其中所述天线元件(3，5，7)被布置在相应的Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)中，以便被间隔大约半波长(λ/2)。
11.一种平面多波束接收电子控向天线(1)，其包括：Tx阵列(2，6)，所述Tx阵列(2，6)包括Tx天线元件(3，7)的全填充相控阵列并且在天线平面内具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径；以及
Rx阵列(2，4)，所述Rx阵列(2，4)包括Rx天线元件(3，5)的全填充相控阵列并且在天线平面内具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径；
所述Tx阵列(2，6)的几何孔径的一对或多对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的几何孔径的一对或多对平行相对边倾斜。
12.根据权利要求11所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的所述几何孔径各自包括至少两对平行相对边；所述Tx阵列(2，6)的所述几何孔径的两对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的所述几何孔径的两对平行相对边倾斜。
13.根据权利要求11或12所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列(2，6)的所述几何孔径的一对或多对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的所述几何孔径的一对或多对平行相对边倾斜除了90°的非零角度，特别地小于90°。
14.根据前述权利要求11至13中任一项所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的几何孔径是四边的。
15.根据权利要求14所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述Tx阵列(2，6)的几何孔径是正方形或菱形，并且所述Rx阵列(2，4)的几何孔径是矩形或平行四边形。
16.根据前述权利要求11至15中任一项所述的多波束接收电子控向天线(1)，其还包括天线控制器(8)，所述天线控制器(8)被设计成使得所述Tx天线元件(3，7)发射具有带有宽Tx波束宽度的Tx图案的RF Tx波束，并且使得所述Rx天线元件(3，5)同时接收多个RF波束，所述多个RF波束能够被处理以同时合成具有带有各自比所述Tx波束宽度更窄的Rx波束宽度的Rx图案的多个Rx波束；
所述Tx天线元件(3，7)的数量低于Rx天线元件(3，5)的数量；
所述Tx波束比所述各个Rx波束具有更低的方向性，从而导致所述Tx波束比所述各个Rx波束具有更宽的方位角和/或仰角波束宽度；并且
所述Tx阵列(3，7)具有低于所述Rx阵列(3，5)的增益。
17.根据权利要求16所述的多波束接收电子控向天线(1)，其中，所述天线控制器(8)还被设计成使得锥形函数仅应用于所述Rx图案或者应用于Tx-Rx图案，其中一个或多个较低阈值与近旁瓣相关联并且一个或多个较高阈值与中-远旁瓣相关联。
18.根据前述权利要求11至17中任一项所述的多波束接收电子控向天线，具有双基地架构，在所述双基地架构中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)物理分离，并且所述Tx阵列(6)仅由Tx天线元件(7)形成并且所述Rx阵列(4)仅由Rx天线元件(5)形成。
19.根据前述权利要求11至17中任一项所述的多波束接收电子控向天线，具有单基地架构，在所述单基地架构中，所述Tx阵列和Rx阵列被并置以形成Tx-Rx阵列(2)，其中所述天线元件既是发射又是接收天线元件(3)并且单独可选择发射或接收RF信号。
20.根据前述权利要求11至19中任一项所述的多波束接收电子控向天线，其中，所述天线元件(3，5，7)被布置在相应的Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)中，以便被间隔大约半波长(λ/2)。
21.一种用于降低多波束接收电子控向天线(1)中的旁瓣水平的方法，其包括：
提供Tx阵列(2，6)，所述Tx阵列(2，6)包括Tx天线元件(3，7)的全填充相控阵列并且具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径；以及
提供Rx阵列(2，4)，所述Rx阵列(2，4)包括Rx天线元件(3，5)的全填充相控阵列并且具有带有一对或多对平行相对边的几何孔径；
其中，所述Tx阵列(2，6)的几何孔径的一对或多对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的几何孔径的一对或多对平行相对边倾斜。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的所述几何孔径各自包括至少两对平行相对边；所述Tx阵列(2，6)的所述几何孔径的两对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的所述几何孔径的两对平行相对边倾斜。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述Tx阵列(2，6)的所述几何孔径的一对或多对平行相对边相对于所述Rx阵列(2，4)的所述几何孔径的一对或多对平行相对边倾斜除了90°的非零角度，特别地小于90°。
24.根据前述权利要求21至23中任一项所述的方法，其中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的几何孔径是四边的。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述Tx阵列(2，6)的几何孔径是正方形或菱形，并且所述Rx阵列(2，4)的几何孔径是矩形或平行四边形。
26.根据前述权利要求21至25中任一项所述的方法，其还包括：提供天线控制器(8)，所述天线控制器(8)被设计成使得所述Tx天线元件(3，7)发射具有带有宽Tx波束宽度的Tx图案的RF Tx波束，并且使得所述Rx天线元件(3，5)同时接收多个RF波束，所述多个RF波束能够被处理以同时合成具有带有各自比所述Tx波束宽度更窄的Rx波束宽度的Rx图案的多个Rx波束；
其中：
所述Tx天线元件(3，7)的数量低于Rx天线元件(3，5)的数量；
所述Tx波束比所述各个Rx波束具有更低的方向性，从而导致所述Tx波束比所述各个Rx波束具有更宽的方位角和/或仰角波束宽度；并且
所述Tx阵列(3，7)具有低于所述Rx阵列(3，5)的增益。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述天线控制器(8)还被设计成使得锥形函数仅应用于所述Rx图案或者应用于Tx-Rx图案，其中一个或多个较低阈值与近旁瓣相关联并且一个或多个较高阈值与中-远旁瓣相关联。
28.根据前述权利要求21至27中任一项所述的方法，其中，所述多波束接收电子控向天线(1)被提供有双基地架构，在所述双基地架构中，所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)物理分离，并且所述Tx阵列(6)仅由Tx天线元件(7)形成并且所述Rx阵列(4)仅由Rx天线元件(5)形成。
29.根据前述权利要求21至27中任一项所述的方法，其中，所述多波束接收电子控向天线(1)具有单基地架构，在所述单基地架构中，所述Tx阵列和Rx阵列被并置以形成Tx-Rx阵列(2)，其中所述天线元件既是发射又是接收天线元件(3)并且单独可选择发射或接收RF信号。
30.根据前述权利要求21至29中任一项所述的方法，其中，所述多波束接收电子控向天线(1)是平面的并且所述Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)的几何孔径形成在所述天线平面中。
31.根据前述权利要求21至30中任一项所述的多波束接收电子控向天线，其中，所述天线元件(3，5，7)被布置在相应的Tx阵列和Rx阵列(2，4，6)中，以便被间隔大约半波长(λ/2)。
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