壓反射矢量發(fā)生噪聲能量疊加，通過能量疊 加后產(chǎn)生的總熱噪聲必須小于接收相控陣系統(tǒng)自身的噪底，從而確定出收阻濾波器2的隔 離度值。
[0016] 本發(fā)明相比與現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0017] 本發(fā)明采用MXN路順次并聯(lián)在發(fā)射天線陣面1與一分M功分器5之間的收阻濾 波器2、功率放大器3、移相器4,以及N路并聯(lián)在一分M功分器5與一分N功分器7之間的 驅(qū)動功率放大器6組成的發(fā)射相控陣系統(tǒng)射頻鏈路和PXQ路順次并聯(lián)在接收天線陣面8 與P合一合成器11之間的發(fā)阻濾波器9、低噪聲放大器10、移相器4,以及Q路并聯(lián)在P和 一合成器11與Q和一合成器13之間的驅(qū)動低噪聲放大器12組成的接收相控陣系統(tǒng)射頻 鏈路；通過采用有限元數(shù)值計(jì)算方法或電磁仿真軟件，并結(jié)合能量疊加的計(jì)算方法，解決了 傳統(tǒng)方法只適用于非相控陣體制的單一的天線陣面的隔離度分析或單個(gè)通道的收發(fā)隔離 度計(jì)算，無法指導(dǎo)全雙工有源相控陣天線的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)難題。
[0018] 本發(fā)明針對發(fā)射頻段提出從發(fā)射相控陣系統(tǒng)耦合過來的信號功率值通過接收相 控陣系統(tǒng)的發(fā)阻濾波器9后，必須減小到小于低噪聲放大器10的輸入IdB壓縮點(diǎn)功率值， 然后通過接收相控陣系統(tǒng)射頻鏈路，最終合成輸出的信號功率值必須再次小于驅(qū)動低噪 聲放大器12的輸入IdB壓縮點(diǎn)功率值，從而確定出發(fā)阻濾波器9的隔離度值，以及針對接 收頻段提出高斯白噪聲從發(fā)射相控陣系統(tǒng)的一分N功分器7發(fā)射端口進(jìn)入，通過發(fā)射相控 陣系統(tǒng)射頻鏈路后，并與接收天線陣面8的某一特定掃描角度下陣列單元的電壓反射矢量 發(fā)生噪聲能量疊加，通過能量疊加后產(chǎn)生的總熱噪聲必須小于接收相控陣系統(tǒng)自身的噪 底，從而確定出收阻濾波器2的隔離度值，這一方法解決了傳統(tǒng)全雙工有源相控陣天線系 統(tǒng)隔離度設(shè)計(jì)中單憑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、導(dǎo)致設(shè)計(jì)余量過大、增加了收阻濾波器和發(fā)阻濾波器設(shè)計(jì) 困難的難題。
[0019] 鑒于有源相控陣天線在不同掃描角度下，陣列單元的電壓反射矢量將發(fā)生變化， 并在某些掃描角度惡化，干擾接收通道信號的接收，因此本發(fā)明考慮了陣列單元電壓反射 矢量對接收通道的影響，解決了非相控陣體制天線隔離度計(jì)算方法不考慮這一因素的缺 點(diǎn)，使得本發(fā)明的方法在計(jì)算全雙工有源相控陣天線系統(tǒng)隔離度中具有更加的準(zhǔn)確性、可 靠性、和工程實(shí)用性。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的全雙工有源相控陣天線射頻鏈路系統(tǒng)組成示意圖。
[0021] 圖2是本發(fā)明中收發(fā)陣面布陣實(shí)施例示意圖，其中發(fā)射天線陣面1的陣列規(guī)模為 8 X 8,接收天線陣面8的陣列規(guī)模為4X4。
[0022] 圖中：1發(fā)射天線陣面、2收阻濾波器、3功率放大器、4移相器、5-分M功分器、6 驅(qū)動功率放大器、7 -分N功分器、8接收天線陣面、9發(fā)阻濾波器、10低噪聲放大器、IlP合 一合成器、12驅(qū)動低噪聲放大器、13Q合一合成器。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 參閱圖1。在以下描述的實(shí)施例中，全雙工有源相控陣天線射頻鏈路系統(tǒng)，包括發(fā) 射相控陣系統(tǒng)射頻鏈路和接收相控陣系統(tǒng)射頻鏈路。其中發(fā)射相控陣系統(tǒng)射頻鏈路由M X N 路順次并聯(lián)在發(fā)射天線陣面1與一分M功分器5之間的收阻濾波器2、功率放大器3、移相 器4、以及N路并聯(lián)在一分M功分器5與一分N功分器7之間的驅(qū)動功率放大器6組成；一 個(gè)一分N功分器7和N個(gè)一分M功分器5共同確定了發(fā)射相控陣的陣列規(guī)模為MXN ;帶有 發(fā)射端口的一分N功分器7的每路射頻通道設(shè)置一個(gè)驅(qū)動功率放大器6，目的是把發(fā)射相控 陣系統(tǒng)射頻鏈路的功率放大器3的輸出功率推飽和，從而確保發(fā)射相控陣系統(tǒng)的性能。所 述接收相控陣系統(tǒng)射頻鏈路由PXQ路順次并聯(lián)在接收天線陣面8與P合一合成器11之間 的發(fā)阻濾波器9、低噪聲放大器10、移相器4,以及Q路并聯(lián)在P和一合成器11與及Q和一 合成器13之間的驅(qū)動低噪聲放大器12組成，帶有接收端口的Q和一合路器13的每路射頻 通道設(shè)置一個(gè)驅(qū)動低噪聲放大器12,以確保接收相控陣系統(tǒng)射頻鏈路增益，其中一個(gè)Q和 一合路器13和Q個(gè)P和一合路器11共同確定了接收相控陣的陣列規(guī)模為PXQ ;Q和一合 路器13的每路射頻通道設(shè)置一個(gè)驅(qū)動低噪聲放大器12,目的是確保接收相控陣系統(tǒng)射頻 鏈路增益，從而確保接收相控陣系統(tǒng)的性能；一個(gè)Q和一合路器13和Q個(gè)P和一合路器11 共同確定了接收相控陣的陣列規(guī)模為PXQ，上述M、N、P、Q是自然數(shù)。
[0024] 為了確定全雙工有源相控陣天線的收發(fā)隔離度，建立圖1所示的全雙工有源相控 陣天線射頻鏈路系統(tǒng)組成示意圖。
[0025] 本發(fā)明首先根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)理論，在發(fā)射工作頻段上采用有限元數(shù)值計(jì)算方法或電 磁仿真軟件，計(jì)算出發(fā)射天線陣面1到接收天線陣面8的電壓散射矢量，求出發(fā)射天線陣面 1的所有MXN個(gè)陣列單元到接收天線陣面8的任意一個(gè)陣列單元的電壓散射矢量和，并在 PXQ個(gè)電壓散射矢量和中找出幅值最大的那個(gè)陣列單元值，將此值與發(fā)射相控陣系統(tǒng)每通 道輸出功率相乘，得到由發(fā)射相控陣系統(tǒng)耦合到接收相控陣系統(tǒng)的信號功率。為了保證接 收相控陣系統(tǒng)的接收通道不被推飽和或燒毀，需要在接收相控陣系統(tǒng)的接收天線陣面8和 低噪聲放大器10之間設(shè)計(jì)發(fā)阻濾波器9,使該信號功率通過接收相控陣系統(tǒng)的發(fā)阻濾波器 9后減小，其信號功率值必須減小到小于低噪聲放大器10的輸入IdB壓縮點(diǎn)功率值；然后 該信號功率值進(jìn)一步通過低噪聲放大器10、移相器4后，最后從P合一合成器11輸出的信 號功率值必須再次小于驅(qū)動低噪聲放大器12的輸入IdB壓縮點(diǎn)功率值。通過上述方法，可 以確定出發(fā)阻濾波器9的隔離度值。
[0026] 在全雙工有源相控陣天線接收工作頻段上，本發(fā)明仍然根據(jù)微波網(wǎng)絡(luò)理論，采用 有限元數(shù)值計(jì)算方法或電磁仿真軟件，計(jì)算出接收天線陣面8的陣列波束掃描到某一特定 角度下的陣列單元的電壓反射矢量，并找出電壓反射矢量幅值最大的那個(gè)陣列單元值。然 后考慮高斯白噪聲從發(fā)射相控陣系統(tǒng)的一分N功分器7發(fā)射端口進(jìn)入，通過一分N功分器 7、驅(qū)動功率放大器6、一分M功分器5、移相器4、功率放大器3后，其熱噪聲將會通過發(fā)射天 線陣面1耦合到接收天線陣面8,從而造成接收相控陣系統(tǒng)無法正常工作。因此，必須在發(fā) 射相控陣系統(tǒng)的發(fā)射天線陣面1和功率放大器3之間設(shè)計(jì)收阻濾波器2,使該熱噪聲通過 發(fā)射相控陣系統(tǒng)的收阻濾波器2后減小，然后通過發(fā)射天線陣面1耦合到接收天線陣面8， 并與接收天線陣面8的陣列波束掃描到某一特定角度下的陣列單元的電壓反射矢量發(fā)生 噪聲能量疊加。考慮工程設(shè)計(jì)的可靠性，取接收天線陣面8的陣列波束掃描到某一特定角 度下的陣列單元的電壓反射矢量幅值最大的那個(gè)陣列單元值作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，通過能量疊加 后產(chǎn)生的總熱噪聲必須小于接收相控陣系統(tǒng)自身的噪底。通過上述方法，可以確定出收阻 濾波器2的隔離度值，并保證全雙工有源相控陣天線正常工作。本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案如下：
[0027] 步驟1 :在計(jì)算發(fā)阻濾波器9的隔離度If的值中，首先針對有源相控陣天線發(fā)射頻 率ft，采用有限元數(shù)值計(jì)算方法或電磁仿真軟件，完成對發(fā)射天線陣面1和接收天線陣面8 的電壓散射矢量計(jì)算，提取出發(fā)射天線陣面1的所有MXN個(gè)陣列單元到接收天線陣面8中 第（i，j)個(gè)陣列單元的電壓散射矢量
[0028]
[0029] 式中電壓散射矢量表示發(fā)射天線陣面1的任意陣列單元（m，n)耦合到接收天 線陣面8的第（i, j)個(gè)陣列單元的電場傳輸強(qiáng)弱；其中m = 1，2,…，M;n = 1，2,…，N; (i, j) 表示接收天線陣面8中第i行和第j列的那個(gè)陣列單元所在位置；(m，n)表示發(fā)射天線陣 面1中第m行和第n列的那個(gè)陣列單元所在位置。
[0030] 根據(jù)上述電壓散射矢量又_.，計(jì)算出發(fā)射天線陣面1的所有MXN個(gè)陣列單元耦合 到接收天線陣面8中第（i，j)個(gè)陣列單元的電壓散射矢量和
[0031]
[0032] 步驟2 :按照步驟1的方法，可以提取出發(fā)射天線陣面1的所有MXN個(gè)陣列單元 耦合到接收天線陣面8的任意一個(gè)陣列單元的電壓散射矢量
[0033]
[0034] 上式中P = 1，2,…，P ;q= 1，2,…，Q。總共有PXQ個(gè)，考慮能量大小與方向 無關(guān)，并考慮到工程設(shè)計(jì)冗余，對PXQ個(gè)電壓散射矢量^^取幅值，求出幅值最大值
[0035]
[0036] 步驟3 :根據(jù)發(fā)射相控陣系統(tǒng)每通道輸出功率的指標(biāo)Pttl，計(jì)算接收相控陣系統(tǒng)接 收通道接收到的最大耦合功率
[0037] ^max ,. =^od X
[0038] 步驟4 :從發(fā)射相控陣系統(tǒng)耦合出來的發(fā)射功率將會通過接收相控陣系統(tǒng)的接收 天線陣面8、發(fā)阻濾波器9、低噪聲放大器10、移相器4、P合一合成器11、驅(qū)動低噪聲放大器 12以及Q合一合成器13,從接收端口處輸出。
[0039] 對于接收相控陣系統(tǒng)，發(fā)阻濾波器9的隔離度為If、插損為Lf，低噪聲放大器10輸 入IdB壓縮點(diǎn)功率為P gl，為確保接收相控陣可靠工作，發(fā)阻濾波器9的隔離度。指標(biāo)必須 滿足如下不等式
[0041] 步驟5 :對于接收相控陣系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)射相控陣系統(tǒng)耦合過來的信號功率通過接收 天線陣面8和發(fā)阻濾波器9時(shí)，功率能量為
[0045] 經(jīng)過插損為Lph的移相器4時(shí)，功率能量為
[0049]驅(qū)動低噪聲放大器12輸入IdB壓縮點(diǎn)功率為Pg2，此時(shí)發(fā)阻濾波器9的隔離度If 指標(biāo)還必須滿足如下不等式
[0051] 步驟6:根據(jù)步驟4和步驟5,分別計(jì)算出發(fā)阻濾波器9的隔離度If的值，取其最 大值作為發(fā)阻濾波器9的隔離度設(shè)計(jì)值，可保證全雙工有源相控陣天線發(fā)射時(shí)，接收通道 不會被推飽和或燒毀。
[0052] 步驟7:以下步驟是計(jì)算收阻濾波器2的隔離度I,的值。