[发明专利]基于高度复用真延时单元的波束合成架构

说明书

本发明涉及一种基于高度复用真时延单元的宽带波束合成架构，包括多个低噪声放大器模块，多个缓冲器和多个真时延单元，低噪声放大器模块位于多波束矩阵的前端，用以对来自空间的信号进行放大并降低噪声，缓冲器模块补偿插入损耗并起到隔离作用，其特征在于，利用复用的真时延单元，通过横向和纵向延时线产生精确时延进而实现相邻天线到输出端口的恒定延时差，从而弥补接收信号的时间差，对相干信号进行同相叠加。

技术领域

本发明适用于雷达、卫星通信、军事等多领域的超宽带无线通信系统和MIMO系统，特别是宽带多波束形成领域，也对5G技术提供了一种新的实现思路。

背景技术

波束合成的原理是：在接收信号时有用信号方向形成相长干涉，增强期望信号，而在其他角度形成相消干涉，抑制干扰信号，接收机的灵敏度能被明显地提高。多波束合成技术可以产生多个同时存在，方向各自独立的高增益波束，通过多个波束共同作用实现一定角度范围的覆盖。在无线通信中，多路信号干扰是不可避免的，并且限制了通信的质量，因此平稳、精确、宽带的群延时对相控阵来说极其重要。

窄带相控阵中，不同方向的入射波到达每个天线的相位差较小，采用移相器调整固定的相位就能使得接收端信号同相加强。但是，超宽带通信系统采用短时脉冲进行信号传输，产生了宽带频率响应^[1-3]，使用移相器则会导致形成的波束产生偏移，影响系统的性能。因此，需采用真时延单元取代移相器来实现超宽带信号的建设性叠加^[2-4]。基于真时延单元的传统波束合成架构有许多，比如，Brute-force架构和Blass架构^[2,5-6]，在四入四出时，总延时单元数均为48τ，ChuT S和HashemiH提出的路径共享真时延结构^[7]，通过对延时单元的复用，总延时单元数为24τ。虽然均适用于超宽带通信系统，但是由于大的延时时间会占用大量芯片面积。

相关文献：

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