[發明專利]一種波導電纜混合寬帶系統及配相方法

有效

• 申請號: 201710632237.5
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107483129B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 田棟軒;王萬林;楊緒;吳疆;李彬;李詩潤;金阿鑫;牛雪杰;曹啟東;楊紅璽
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04B17/364
• 分類號: H04B17/364;H04B3/462
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發明一種波導電纜混合寬帶系統及配相方法，針對多通道波導電纜寬帶混合系統，該方法先通過計算波導中心線長度得到各通道波導的長度，通過計算不同頻率信號在各個通道波導中的平均時延差得到需要配準的電纜對應的時延差，然后根據同軸電纜的傳輸特性，計算得到電纜的電氣長度和機械長度，通過調整電纜的長度最終實現整個多通道系統的相位配準，該方法解決了現有配相技術無法適用于寬帶信號系統和非等長波導電纜混合系統的問題，該方法不僅適用于波導電纜混合點頻系統，也適用于波導電纜混合寬帶系統；該方法不僅適用于多通道波導電纜混合的功率合成網絡，也適用于多極化、全極化等多通道雷達系統。

技術領域

本發明涉及一種波導電纜混合寬帶系統及配相方法，屬于空間微波遙感技術領域。

背景技術

目前未從公開文獻上查閱到波導電纜混合寬帶系統的配相方法，現有文獻主要是純波導多通道系統的配相方法和純電纜系統的配相方法，例如，文獻“射頻無源多通道相位一致性配平方法”(張衛兵，2016年空間電子學學術年會)提出了多通道相位一致性配平方法—歸一化相頻特性法。這些方法由于傳輸介質單一，僅適用于波導等長系統或電纜等長系統，對于波導電纜混合系統尤其是波導不等長的系統不適用。

如圖1所示，現有的多通道相位配平方法應用前提是多通道系統的傳播介質相同，因此只能應用于純波導系統或純電纜系統，對于多通道非等長電纜波導混合系統無法適用；其次，由于不同頻率的電磁波在不同介質中相速度和群速度也不同，因此寬帶信號在電纜和波導中傳播特性不同，現有方法只能適用于點頻信號，用現有方法應用于寬帶信號相位配準時無法實現整個信號帶寬內相位配準。

多通道電纜波導寬帶混合系統面臨的問題是，電磁波在波導中傳輸，頻率不同，即波長不同，其相速度和群速度也不同，是色散波，電磁波在電纜中傳播，相速度和群速度相等，且與頻率無關，是非色散波，如何實現這兩種介質級聯后的相位配準是問題的關鍵。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服現有技術不足，提供一種波導電纜混合寬帶系統配相方法，該方法先通過測量各通道波導的長度，通過處理得到不同通道的時延差，然后根據同軸電纜的傳輸特性，計算得到電纜的電氣長度和機械長度，通過調整電纜的長度最終實現整個多通道系統的相位配準，解決了寬帶信號在非等長電纜波導混合系統的中的配相問題。

本發明解決的技術方案為：一種波導電纜混合寬帶系統，包括：分路移相器(Y1)、功放1(Y01)～功放M(Y0M)、Butler矩陣(Y2)；

分路移相器(Y1)將外部輸入的寬帶射頻信號進行一分M分路后再進行移相后得到M路輸出，分別通過M根同軸電纜W1～WM送至功放1(Y01功放M(Y0M)，設定分路移相器(Y1)的輸入為X5G，分路移相器(Y1)的輸出分別為X1G、…、XMG，分路移相器(Y1)的輸出均為同軸SMA輸出；M大于1，且M為正整數；

功放1(Y01)～功放M(Y0M)為行波管放大器，實現對輸入其自身的寬帶射頻信號的功率放大后通過M個波導B1～BM分別送至Butler矩陣(Y2)的M個輸入X1G～XMG，每個功放輸入設定為X1G，每個功放輸出設定為X2G；波導B1～BM不等長；

Butler矩陣(Y2)包括M個輸入和M個輸出，輸入為X1G～XMG，，Butler矩陣(Y2)的輸入、輸出均為波導接口，當Butler矩陣的M路輸入信號滿足設定的相位關系時，Butler矩陣會把輸入的M路信號功率合成為一路，從而實現功率合成。

同軸電纜W1與波導B1的電氣長度的和、…、同軸電纜WM與波導BM電氣長度的和，均等長同相；

外部輸入的寬帶射頻信號的中心頻率為9.6GHz,帶寬為800MHz，移相范圍為0°～360°。

每個功放輸入設定為X1G，為同軸接口，類型為SMA，每個功放輸出設定為X2G，為波導接口，類型為BJ100。