[发明专利]一种高效的时间调制阵列谐波波束赋形系统及其实现方法

权利要求书

1.一种高效的时间调制阵列谐波波束赋形系统的实现方法，其特征在于，所述的系统包含一个射频信号生成模块(6)、一个1分N功分器(5)、N个K状态时间调制器(3)、N个功率放大器(2)、N个天线辐射单元(1)、一个时间调制器控制模块(4)；所述K状态时间调制器(3)由K段独立固定长度的延时线(8)和两个单刀K掷开关(7)构成；由射频信号生成模块(6)产生的射频信号先通过1分N功分器(5)分成N路等功率等相位的射频信号，每路射频信号进入时间调制器(3)进行周期性时间调制，然后经过功率放大器(2)放大后由天线辐射单元(1)辐射到自由空间中；其中时间调制器控制模块(4)用于周期性控制K状态时间调制器(3)工作状态；

所述的方法具体设计控制K状态时间调制器(3)工作状态的周期性变化的函数g_n(t)，使得谐波波束具有可扫描的低副瓣辐射方向图，包括：

步骤一、设计具有N个辐射天线单元(1)的天线阵列和N个K状态时间调制器(3)，搭建基于时间调制阵列的谐波波束形成系统，其中K为任意大于3的整数，N为大于2的整数；

步骤二、根据期望的辐射方向图设计出理想的辐射天线单元(1)端口激励分布G_nq′，包括激励幅度与相位，并确定所利用的谐波阶数q；

步骤三、利用公式和确定第n个天线单元对应的K状态时间调制器(3)的相位变化斜率∈_n和相对于参考单元的相对时延其中f_p＝1/T_p为时间调制频率，T_p为时间调制函数的周期，G_nq为中间变量；

步骤四、根据公式确定时间调制函数g_n(t)的相位变化函数Φ_n(t)，其中mod(·)为求余函数，round(·)为取最近的整数函数，即时间调制函数为

2.根据权利要求1所述的一种高效的时间调制阵列谐波波束赋形系统的实现方法，其特征在于，所述K状态时间调制器(3)的K种状态输出信号幅度相同，相对相位分别是：单位是弧度。

3.根据权利要求1所述的一种高效的时间调制阵列谐波波束赋形系统的实现方法，其特征在于，所述的K状态时间调制器(3)能够实现天线辐射单元(1)激励幅度和相位全空间连续可调，从而达到谐波波束赋形的目的。

4.根据权利要求1所述的一种高效的时间调制阵列谐波波束赋形系统的实现方法，其特征在于，所述的K状态时间调制器(3)具有100％的馈电效率，即理论上每个K状态时间调制器(3)的输出功率等于其输入功率，并且能够实现任意谐波的波束赋形。