[发明专利]一种相控信号发生器及相控方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种信号产生装置，本发明也涉及一种相控方法。

背景技术

在船用声纳设备中，波束形成系统占有非常重要的地位。而对设备波束指向性的测量往往需要产生与设备输入基元数(通道数)相同的多路信号，且各信号的相位不同。这就需要一个相位分别可调的多路信号源，这样的设备往往比较庞大，尤其在高分辨声纳设备中。由于高分辨声纳设备的基元个数较多，有时可达数百个，其信号源的路数多达数百个，信号源与设备同样庞大。

目前国内外功率放大器控制方式，可参见龚伟等“D类音频功率放大器控制方式综述”，重庆大学学报，2003.02.P117～122。DC-DC变换器，可参见陈念军等“基于单片机控制的输出连续可调开关电源的设计”，电气应用，2006年第25卷第4期.P116～118。学位论文“相位可控信号源的研制”该设计只能产生4路信号。而采用本发明的相控方法减少信号源路数的方法，尚未见到任何形式文献资料的报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以使信号源的规模大大降低的相控信号发生器。本发明的目的还在于提供一种相控方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的相控信号发生器由多个基本信号产生单元构成，每个基本信号产生单元又包含可控相移信号产生电路、幅度控制及驱动电路和单路-多路信号转接头；可控相移信号产生电路、幅度控制及驱动电路、单路-多路信号转接头依次电信号连接；可控相移信号产生电路产生具有一定相移的信号；幅度控制及驱动电路用来控制输出信号的幅度，并提供驱动能力；单路-多路信号转接头将可控相移信号产生电路产生的并经幅度控制及驱动电路的单路信号分接成相同的多路信号，这些多路信号对应于被测多波束系统不同的输入端。

基本信号产生单元的个数与想要模拟回波信号的方向数目成正比，即基本信号产生单元的个数等于想要模拟回波信号的方向数目减一。例如想要模拟5个方向的多路回波信号，需要4个基本信号产生单元；若要模拟9个方向的回波信号需要8个基本信号产生单元。

可控相移信号产生单元产生一个相移为0或的正弦信号，其中m＝1，2，...，它与信号源要模拟回波信号的方向数目成正比，当要模拟回波信号的方向数目较多时，m相应的增大，需要的基本信号产生单元的路数也会随之增加。

本发明的相控方法是：

根据需要模拟回波信号的方向数目确定基本信号产生单元的路数，构成相控信号发生器，每个基本信号产生单元包含可控相移信号产生电路、幅度控制及驱动电路和单路-多路信号转接头；利用每一路基本信号产生单元中的单路-多路信号转接头将可控相移信号产生电路产生的并经幅度控制及驱动电路的单路信号分接成相同的多路信号，所述相同的多路信号对应着被测多波束系统的输入端；当相邻的两个可控相移信号产生单元的相位差为0时，则模拟正前方向0°的回波信号；当相邻的两个可控相移信号产生单元的相位差为π/2或-π/2时，则模拟或弧度方向上的回波信号；当相邻的两个可控相移信号产生单元的相位差为π或-π时，则模拟或弧度方向上的回波信号；通过改变各路可控相移信号产生单元的初始相移，模拟各个方向的回波信号。

本发明的基本信号产生单元产生的信号是连续信号或CW脉冲信号。

相控信号源还可以利用反向运算放大器，模拟相位差π的回波信号，这样基本信号产生单元(1)的数量可以再减少一半，即用2^m-1个基本信号产生单元(1)，可以产生模拟2^m+1个方向的几十甚至几百路回波信号。

本发明的工作原理是：

本发明利用相控原理，将信号源模拟的回波信号方向固定在一些特定的方向上，使相邻2路回波信号的相位差为(m＝1，2，3，mmm)的关系，这样，可以用少量的信号产生电路实现模拟多路的不同相移的回波信号，使得该相控信号源的规模大大降低，几个基本信号产生单元，可以作为几十甚至几百路的相控信号。

对于有n个基元的多波束系统，要模拟不同方向的回波信号其信号源需要产生n个初始相位不同的信号，但这些初始相位在某些方向上有周期性的重复，利用这一点，可将n路信号减少至4路、8路、16路等等。