[發明專利]一種極化旋轉方向回溯陣列

有效

• 申請號: 201710862379.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107508040B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 林先其;楊永穆;曾姜杰;許冬冬;黃登祥;賈小翠;朱忠博;樊勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/24
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙) 51101
• 代理人: 王蔚

本發明公開了一種極化旋轉方向回溯陣列，由雙饋方形貼片、相位共軛混頻器、本振功分器構成。本發明可用于微波毫米波通信系統、射頻識別、無線能量傳輸中。其優點是可以對任意方向來波回溯其正交極化波、相位共軛電路結構簡易、本振抑制度高、低成本、加工周期快。

技術領域

本發明屬于微波毫米波系統領域，尤其涉及微波毫米波系統中的方向回溯陣列。

背景技術

方向回溯陣列具有在不知道來波方向的前提下，自動轉發一束指向來波方向的信號。由于其具有不需要復雜的信號處理設備而自動追蹤來波方向的特性，因此其在無線通信，無線能量傳輸，射頻傳輸等領域中具有較大的應用前景。

現有的方向回溯陣列一般同頻收發，因此多采用正交極化方式進行收發隔離。Luxey C等人公開了一種使用雙端口耦合饋電方式實現正交極化收發的方向回溯陣列(Luxey C,Laheurte J M.A retrodirective transponder with polarizationduplexing for dedicated short-range communications[J].IEEE Transactions onMicrowave Theory&Techniques,2014,47(9):1910-1915.)；然而該陣列由于采用雙線極化，因此需要收發天線準確的對齊避免極化損耗而不適用于對于移動目標的通信。Choi JH等人設計了一款對于任意極化方式的入射波都發射其正交極化波的回溯陣列(Choi J H,Dong Y,Sun J S,et al.Retrodirective Array Immune to Incident Waves WithArbitrary Polarizations[J].IEEE Transactions on Antennas&Propagation,2013,61(12):6008-6013.)，這種陣列不需要收發天線準確對齊就可以減小極化失配損耗；但是該陣列饋電系統復雜，每一路都需要四個混頻器，四個放大器，和兩段相位延遲線，其實用性受到限制。

發明內容

本發明的目的是提出一種極化旋轉方向回溯陣列，對于任意入射波都回溯其正交極化波，減小極化失配損耗，同時簡化相位共軛電路結構，使整個結構緊湊可靠。

本發明的技術方案是：一種極化旋轉方向回溯陣列，包括M個極化旋轉方向回溯子單元、M路功分器、本振源；所述的M為大于等于3的整數；所述的極化旋轉方向回溯子單元由雙饋雙極化貼片天線以及相位共軛混頻器組成；所述的雙饋貼片天線與相位共軛混頻器通過兩條等長第一射頻電纜線連接在一起；所述的相位共軛混頻器與M路功分器制備在同一張介質基板上；所述的本振源通過第二射頻電纜線連接到M路功分器的輸入端口。

進一步的，所述的相位共軛混頻器由介質基板印制在介質基板上的兩個射頻濾波器、3dB耦合器、相位延遲線、本振濾波器、匹配枝節、兩個射頻同軸端口、二極管對組成；所述的相位共軛混器本振頻率為射頻頻率的兩倍，中頻頻率和射頻頻率相同；所述相位延遲線其長度為四分之一射頻波長；每個射頻同軸端口、射頻濾波器和3dB耦合器采用等長度的微帶線連接并中心對稱放置。

進一步的，所述的射頻濾波器由兩個非對稱抽頭和兩個彎折諧振器構成；在彎折諧振器上開有兩個C形槽，C形槽的尺寸經過適當調整使射頻濾波器的一個帶外零點落在本振頻率上。

本發明的優點和有益效果：

(1)本發明具有對于任意入射極化波，回溯其正交極化波，避免了普通的分極化雙工系統由于收發天線極化失配產生的損耗。

(2)本發明具有結構緊湊的特性。本發明利用3dB耦合器兩個端口的固有相位差和一條相位延遲線，實現了兩個端口輸出180°的固有相位差，同時收發天線采用一個天線實現，收發端口也采用相同的端口實現。因此本發明只需要一個混頻器，一個雙端口天線即可實現極化旋轉和方向回溯的功能。