時(shí)間調(diào)制相位共軛方向回溯三功能可重構(gòu)共孔徑天線陣的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天線工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種時(shí)間調(diào)制相位共輒方向回溯三功能可 重構(gòu)共孔徑天線陣。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)以及無(wú)線電子系統(tǒng)的迅速發(fā)展，多功能、高性能、低成本、小型 化的天線系統(tǒng)成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。時(shí)間調(diào)制天線是一種基于時(shí)間調(diào)制技術(shù)的四維 天線，時(shí)間調(diào)制陣列天線是指在常規(guī)三維陣列天線中引入時(shí)間維，通過(guò)接入陣元中的高速 射頻開(kāi)關(guān)按照預(yù)定的開(kāi)關(guān)工作時(shí)序去控制每一個(gè)天線單元的工作狀態(tài)，使天線陣的口徑尺 寸隨時(shí)間變化，即具有時(shí)間調(diào)制特性，從而增加天線陣設(shè)計(jì)的自由度。
[0003] 時(shí)間調(diào)制天線陣將空間陣元的幅度和相位加權(quán)通過(guò)時(shí)間加權(quán)的方式實(shí)現(xiàn)，從而簡(jiǎn) 化了饋電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及降低了饋電復(fù)雜度。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者展開(kāi)了對(duì)時(shí)間調(diào)制天線陣 的廣泛研究，一方面研究采用新穎的時(shí)間序列和改進(jìn)的優(yōu)化算法來(lái)抑制邊帶效應(yīng)實(shí)現(xiàn)低副 瓣方向圖綜合，另一方面研究利用時(shí)間調(diào)制天線陣的多邊帶特性實(shí)現(xiàn)波束掃描、自適應(yīng)波 束形成、以及單脈沖測(cè)向等功能。
[0004] 方向回溯天線是一種具有自跟蹤波束掃描特性的智能天線，它能夠自動(dòng)跟蹤來(lái)波 方向，而不需要來(lái)波方向的先驗(yàn)知識(shí)和復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法。方向回溯陣列的兩種主 要實(shí)現(xiàn)方式為范阿塔天線陣和相位共輒天線陣。范阿塔天線陣由成對(duì)的陣列單元組成，單 元天線關(guān)于幾何中心對(duì)稱排列，天線單元對(duì)用等長(zhǎng)的傳輸線連接。天線單元接收的信號(hào)是 由其成對(duì)的天線單元重新發(fā)射出去，以實(shí)現(xiàn)相位共輒。由于沒(méi)有依賴頻率的元件且連接的 傳輸線等長(zhǎng)，使得它可以在很寬的頻帶范圍內(nèi)達(dá)到方向回溯特性，其主要的帶寬限制是天 線單元帶寬。范阿塔天線陣設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)成本低，但只適用于平面入射波和平面結(jié)構(gòu)情 況。相位共輒天線陣?yán)猛獠罨祛l的技術(shù)來(lái)完成相位共輒從而實(shí)現(xiàn)方向回溯功能，其相位 共輒技術(shù)是波前重構(gòu)，每個(gè)天線單元單獨(dú)實(shí)現(xiàn)相位共輒而不依賴于天線對(duì)，這一特點(diǎn)使其 適用于非平面入射波和非平面結(jié)構(gòu)情況。此外，這種天線陣由于混頻器的引入，可以對(duì)來(lái)波 信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。方向回溯陣列天線具有較高的跟蹤速度和較低的花費(fèi)，對(duì)其研究主要集中 在多功能方向回溯體系結(jié)構(gòu)、相位共輒電路的實(shí)現(xiàn)、抗干擾、應(yīng)用領(lǐng)域等。
[0005] 由上可知，現(xiàn)有天線系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)制或者方向回溯單一功能，無(wú)法在同一 天線陣列中實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)制、方向回溯和時(shí)間調(diào)制方向回溯三功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)間調(diào)制相位共輒方向回溯三功能可重構(gòu)共孔徑天 線陣。
[0007] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：
[0008] -種時(shí)間調(diào)制相位共輒方向回溯三功能可重構(gòu)共孔徑天線陣，包括M個(gè)天線單 元、M個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)、M個(gè)移相器、M個(gè)相位共輒混頻器、M路功率合成器、M路功率分配器、 本振源、接收機(jī)和開(kāi)關(guān)控制電路，其中M為正整數(shù)；
[0009] 每個(gè)天線單元與對(duì)應(yīng)的一個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)相連，每個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)包括第一導(dǎo)通 通道、第二導(dǎo)通通道和斷開(kāi)通道，每個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)的第一導(dǎo)通通道與一個(gè)對(duì)應(yīng)的移相器 相連，所有移相器與一個(gè)M路功率合成器相連，所述M路功率合成器與接收機(jī)相連，每個(gè)單 刀三擲開(kāi)關(guān)的第二導(dǎo)通通道與一個(gè)對(duì)應(yīng)的相位共輒混頻器相連，所有相位共輒混頻器與M 路功率分配器相連，所述M路功率分配器與本振源相連；所述開(kāi)關(guān)控制電路與單刀三擲開(kāi) 關(guān)相連，控制所有單刀三擲開(kāi)關(guān)的周期性通斷；
[0010] 所述時(shí)間調(diào)制相位共輒方向回溯三功能可重構(gòu)共孔徑天線陣為單頻時(shí)間調(diào)制、相 位共輒和時(shí)間調(diào)制相位共輒三功能可重構(gòu)共孔徑天線陣；當(dāng)工作在單頻時(shí)間調(diào)制天線陣模 式時(shí)，所有單刀三擲開(kāi)關(guān)的第一導(dǎo)通通道與斷開(kāi)通道處于周期性通斷狀態(tài)；當(dāng)工作在單頻 相位調(diào)制天線陣模式時(shí)，所有單刀三擲開(kāi)關(guān)的第二導(dǎo)通通道處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)工作在單頻 時(shí)間調(diào)制相位共輒天線陣模式時(shí)，所有單刀三擲開(kāi)關(guān)的第二導(dǎo)通通道與斷開(kāi)通道處于周期 性通斷狀態(tài)。
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：
[0012] (1)本發(fā)明采用時(shí)間調(diào)制技術(shù)和相位共輒方向回溯技術(shù)實(shí)現(xiàn)單頻三功能可重構(gòu)共 孔徑天線陣，減小了多個(gè)陣列天線對(duì)天線空間的要求，實(shí)現(xiàn)了天線系統(tǒng)的多功能化、小型化 和智能化。
[0013] (2)本發(fā)明采用一個(gè)天線陣實(shí)現(xiàn)單頻時(shí)間調(diào)制天線陣、相位共輒天線陣和單頻時(shí) 間調(diào)制相位共輒天線陣三種功能，通過(guò)控制時(shí)間序列實(shí)現(xiàn)陣列天線在這三種功能之間自由 切換，具有重構(gòu)簡(jiǎn)單、復(fù)雜度低和精確度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0014] (3)本發(fā)明中的單頻時(shí)間調(diào)制相位共輒天線陣采用時(shí)間調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)天線單元幅 度加權(quán)，降低了回溯遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖的副瓣電平，且具有精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的時(shí)間調(diào)制相位共輒方向回溯三功能可重構(gòu)共孔徑天線陣結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的時(shí)間調(diào)制相位共輒方向回溯三功能可重構(gòu)共孔徑天線 陣結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖3為圖2實(shí)施例中的開(kāi)關(guān)時(shí)序圖（時(shí)間序列II)。
[0018] 圖4為圖2實(shí)施例中工作在時(shí)間調(diào)制天線陣模式時(shí)基于時(shí)間系列II的歸一化方 向圖。
[0019] 圖5為圖2實(shí)施例中分別工作在相位共輒天線陣模式時(shí)和時(shí)間調(diào)制相位共輒天線 陣（基于時(shí)間系列II)模式時(shí)的雙站方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 結(jié)合圖1，一種時(shí)間調(diào)制相位共輒方向回溯三功能可重構(gòu)共孔徑天線陣，包括M個(gè) 天線單元1、M個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)2、M個(gè)移相器5、M個(gè)相位共輒混頻器8、M路功率合成器6、 接收機(jī)7、M路功率分配器9、本振源10和開(kāi)關(guān)控制電路3,其中M為正整數(shù)；
[0021] 每個(gè)天線單元1與對(duì)應(yīng)的一個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)2相連，每個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)2包括第 一導(dǎo)通通道onl、第二導(dǎo)通通道on2和斷開(kāi)通道off，每個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)的第一導(dǎo)通通道onl 與一個(gè)對(duì)應(yīng)的移相器5相連，所有移相器5與一個(gè)M路功率合成器6相連，所述M路功率合 成器6與接收機(jī)7相連，每個(gè)單刀三擲開(kāi)關(guān)2的第二導(dǎo)通通道on2與一個(gè)對(duì)應(yīng)的相位共輒 混頻器8相連，所有相位共輒混頻器8與M路功