[发明专利]一种太赫兹通信波束回溯装置及方法

说明书

本申请公开了一种太赫兹通信波束回溯装置及方法，该装置包括：接收天线阵(1)、发射天线阵(2)以及设置于所述接收天线阵(1)与所述发射天线阵(2)之间的至少一个相位共轭机构(3)；其中，所述接收天线阵(1)，用于接收入射的导频信号，并将所述导频信号发送给所述相位共轭机构(3)；所述至少一个相位共轭机构(3)，用于将所述导频信号进行变频以及相位共轭处理，得到太赫兹信号，并将所述太赫兹信号发送给所述发射天线(2)，所述太赫兹信号与所述导频信号的相位共轭；所述发射天线(2)，用于将所述太赫兹信号沿着所述导频信号的路径辐射。本申请解决了现有技术中接收天线和发射天线的对准装置无法适用于星间链路的高速时时通信的技术问题。

技术领域

本申请涉及空间通信技术领域，尤其涉及一种太赫兹通信波束回溯装置及方法。

背景技术

在空间通信中，由于空间飞行器的高速相对移动，使得空间链路通信时间短，而激增的空间业务又要求传输数据量非常大。太赫兹通信由于传输速率高在短时间中可以传递大量的信息，被广泛应用于空间通信。

由于缺乏足够功率输出的太赫兹功率放大器件，太赫兹通信往往需要采用高增益天线或天线阵来补偿太赫兹发射功率的不足，而高增益天线使得太赫兹波束非常窄，因此，接收天线和发射天线的对准成为构建远距离空间太赫兹通信的技术障碍。目前，在太赫兹通信技术中，常见的接收天线和发射天线的对准装置，主要是通过伺服器进行机械偏转对准，不仅对准速度较慢，而且该对准系统结构较复杂，需要两级对准。因此，现有技术中接收天线和发射天线的对准装置无法适用于星间链路的高速时时通信。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中接收天线和发射天线的对准装置无法适用于星间链路的高速实时通信的问题，本申请提供了一种太赫兹通信波束回溯装置及方法，本申请实施例所提供的方案中，通过相位共轭机构将导频信号转换为相位共轭的太赫兹信号，不仅由于相位共轭波可以自动在导频信号入射方向上实现最大辐射，实现太赫兹波自动对准以适用于星间链路的高速时时通信，同时还由于太赫兹信号是由导频信号非谐波异频化生成的，增加了波束回溯收发通道隔离度从而大幅度拓展太赫兹通信系统的工作距离，提高太赫兹波束回溯通信的实用性和易用性。

第一方面，本申请实施例提供一种太赫兹通信波束回溯装置，该装置包括：接收天线阵、发射天线阵以及设置于所述接收天线阵与所述发射天线阵之间的至少一个相位共轭机构；其中，

所述接收天线阵，用于接收入射的导频信号，并将所述导频信号发送给所述相位共轭机构；

所述至少一个相位共轭机构，用于将所述导频信号进行变频以及相位共轭处理，得到太赫兹信号，并将所述太赫兹信号发送给所述发射天线，所述太赫兹信号与所述导频信号的相位共轭；

所述发射天线，用于将所述太赫兹信号沿着所述导频信号的路径辐射。

本申请实施例所提供的方案中，通过设置接收天线阵、发射天线阵以及位于所述接收天线阵与所述发射天线阵之间的至少一个相位共轭机构，并通过接收天线阵接收入射的导频信号，然后通过至少一个相位共轭机构，将所述导频信号进行变频以及相位共轭处理，得到太赫兹信号，其中，所述太赫兹信号与所述导频信号的相位共轭，最后再通过发射天线将所述太赫兹信号沿着所述导频信号的路径辐射。因此，本申请实施例所提供的方案中，通过相位共轭机构将导频信号转换为相位共轭的太赫兹信号，不仅由于相位共轭波可以自动在导频信号入射方向上实现最大辐射，实现太赫兹波自动对准以适用于星间链路的高速时时通信，同时还由于太赫兹信号是由导频信号非谐波异频化生成的，增加了波束回溯收发通道隔离度从而大幅度拓展太赫兹通信系统的工作距离，提高太赫兹波束回溯通信的实用性和易用性。

可选地，所述相位共轭机构包括：导频共轭本振源、导频共轭混频器、中频共轭混频本振源、上变频器、上变频本振以及中频共轭混频器，其中，

所述导频共轭本振源，用于生成导频共轭本振信号，并将所述导频共轭本振信号发送给所述导频共轭混频器；