[發(fā)明專利]一種適用于陣列轉(zhuǎn)發(fā)器的寬帶相位均衡方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810245883.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN108540214B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃齊波;王毅;王五兔;朱正賢;曹多禮;王志華;唐琪林;駱陶君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04B7/19
• 分類號(hào): H04B7/19;H04B7/185;H04B17/40
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

一種適用于陣列轉(zhuǎn)發(fā)器的寬帶相位均衡方法，通過傳輸線的色散特性對(duì)陣列轉(zhuǎn)發(fā)器多通道系統(tǒng)鏈路或系統(tǒng)中多通道有源單機(jī)的全帶寬內(nèi)的相位不平衡性進(jìn)行均衡，達(dá)到陣列轉(zhuǎn)發(fā)器全工作帶寬內(nèi)相位一致性的控制目的。本發(fā)明主要針對(duì)使用陣列轉(zhuǎn)發(fā)器的靜止軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星有效載荷，通過本發(fā)明提供的方法，可以實(shí)現(xiàn)陣列轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)多通道全工作帶寬內(nèi)相位一致性的要求，提高陣列轉(zhuǎn)發(fā)器的功率集中能力、波束形成精度等與相位一致性相關(guān)的主要性能指標(biāo)，提升陣列轉(zhuǎn)發(fā)器性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜止軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星有效載荷技術(shù)，特別是一種適用于陣列轉(zhuǎn)發(fā)器的寬帶相位均衡方法。

背景技術(shù)

陣列轉(zhuǎn)發(fā)器是靜止軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星的核心技術(shù)，通常包含有幾十路甚至數(shù)百路接收發(fā)射通道。發(fā)射通道為了實(shí)現(xiàn)功率動(dòng)態(tài)調(diào)配，一般應(yīng)用Butler矩陣+固放形成功率動(dòng)態(tài)調(diào)配，幾十路固態(tài)放大器的幅相一致性將影響輸出功率以及合成效率，進(jìn)而影響波束形成；接收通道通常采用幾十路甚至數(shù)百路低噪放同時(shí)接收用戶信號(hào)，低噪聲放大器的幅相一致性將影響波束的形成，所以影響陣列轉(zhuǎn)發(fā)器收發(fā)通道幅相一致性的部件主要有低噪聲放大器和固態(tài)放大器，固放和低噪放的幅相一致性是關(guān)鍵控制點(diǎn)。

固放和低噪放由于有源器件的差異以及單機(jī)裝配的差異等原因，必然導(dǎo)致各臺(tái)產(chǎn)品的相位不平衡，雖然可以通過包括元器件性能的篩選、單機(jī)設(shè)計(jì)的控制、單機(jī)使用工藝的控制、單機(jī)生產(chǎn)的控制以及單機(jī)的調(diào)試，通過這些控制點(diǎn)使單機(jī)幅度和相位盡可能的一致，但這些控制手段實(shí)現(xiàn)難度也較大，實(shí)現(xiàn)的相位一致性控制精度有限，單單靠控制單機(jī)的相位一致性保證系統(tǒng)的相位一致性效果往往不一定很好，所以還需要在陣列轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)集成階段的相位一致性控制工作上做文章。

目前常用的幅相一致性補(bǔ)償技術(shù)一種是通過移相器實(shí)現(xiàn)某一中心頻點(diǎn)(某一固定頻點(diǎn))的相位補(bǔ)償，例如專利《一種適用于不同有源陣列天線的一體化校正系統(tǒng)及校正方法》所描述的就是這種相位補(bǔ)償方法。由于移相器相位補(bǔ)償能力的限制，一般只適用于一個(gè)周期以內(nèi)的通道相位差的補(bǔ)償，存在一定的局限性，而本專利是通過傳輸線實(shí)現(xiàn)全帶寬內(nèi)的相位均衡，可補(bǔ)償數(shù)個(gè)周期的通道相位差，與本專利的相位均衡方法有著本質(zhì)的不同。

另一種常用的幅相一致性補(bǔ)償技術(shù)是利用傳輸線實(shí)現(xiàn)帶寬內(nèi)中心頻點(diǎn)(某一固定頻點(diǎn))的相位補(bǔ)償，不考慮不同頻率之間的色散特性，例如專利《一種多通道相位補(bǔ)償電路及方法》所描述的就是這種相位補(bǔ)償方法。而本專利講述的是全帶寬內(nèi)相位均衡方法，適用于寬帶系統(tǒng)的相位一致性均衡，與本專利的適用范圍和實(shí)現(xiàn)步驟完全不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于陣列轉(zhuǎn)發(fā)器的寬帶相位均衡方法，通過傳輸線的色散特性對(duì)陣列轉(zhuǎn)發(fā)器多通道系統(tǒng)鏈路或系統(tǒng)中多通道有源單機(jī)的全帶寬內(nèi)的相位不平衡性進(jìn)行均衡，達(dá)到陣列轉(zhuǎn)發(fā)器全工作帶寬內(nèi)相位一致性的控制目的。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種適用于陣列轉(zhuǎn)發(fā)器的寬帶相位均衡方法，步驟如下：

第一步：用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別測試陣列轉(zhuǎn)發(fā)器多個(gè)微波通道的相位曲線，進(jìn)而得到多個(gè)微波通道在陣列轉(zhuǎn)發(fā)器工作帶寬中心頻點(diǎn)、最高頻點(diǎn)、最低頻點(diǎn)的相位值；

第二步：計(jì)算各個(gè)微波通道最低頻點(diǎn)與最高頻點(diǎn)相位差值，作為對(duì)應(yīng)微波通道工作帶寬內(nèi)的色散值，將色散值最大值對(duì)應(yīng)的微波通道作為基準(zhǔn)通道，并對(duì)其他微波通道的色散值進(jìn)行歸一化處理；

第三步：根據(jù)各個(gè)歸一化處理后微波通道的色散值計(jì)算各個(gè)微波通道補(bǔ)償傳輸線周期數(shù)；

第四步：計(jì)算得到各個(gè)微波通道中心頻點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)通道中心頻點(diǎn)傳輸線相位補(bǔ)償值；

第五步：根據(jù)各個(gè)微波通道補(bǔ)償傳輸線周期數(shù)、傳輸線相位補(bǔ)償值計(jì)算得到各個(gè)微波通道相對(duì)于基準(zhǔn)通道需要補(bǔ)償?shù)膫鬏斁€相位值。

所述的根據(jù)各個(gè)歸一化處理后微波通道的色散值計(jì)算各個(gè)微波通道補(bǔ)償傳輸線周期數(shù)的方法為：