[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有效

专利信息
申请号: 202011625636.7 申请日: 2020-12-30
公开(公告)号: CN112787698B 公开(公告)日: 2021-11-02
发明(设计)人: 杨鹏;曾前伟;尹璐;杨峰;杨仕文;胡俊 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H04B7/06 分类号: H04B7/06;H04B17/20
代理公司: 四川省成都市天策商标专利事务所(有限合伙) 51213 代理人: 张秀敏
地址: 610000 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 高效 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gn(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Gnq′,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fp=1/Tp为时间调制频率,Tp为时间调制函数的周期,Gnq为中间变量;

步骤四、根据公式确定时间调制函数gn(t)的相位变化函数Φn(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。

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