[發明專利]基于時間調制陣列的高效率相位調控系統

有效

• 申請號: 202010176149.0
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111370873B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 陳益凱;黎皓天;楊仕文
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q3/34
• 分類號: H01Q3/34;H01Q21/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 張秀敏

1.一種基于時間調制陣列的高效率相位調控系統，其特征在于，包括N個天線單元(1)、N個低噪聲放大器(2)、N個相位調控單元(3)、1個現場可編程門陣列(4)、1個N路功率分配網絡(5)、1個接收機(6)，其中N為正整數；

每個天線單元(1)與低噪聲放大器(2)、相位調控單元(3)相連，再由N路功率分配網絡(5)進行功率合成，接收機(6)與N路功率分配網絡(5)相連；所述N個天線單元(1)構成間距為d的均勻直線陣列；現場可編程門陣列(4)具有N路數字信號控制線(7)，每個數字信號控制線(7)的控制狀態由時間調制函數決定，與一個相位調控單元(3)相連，周期性地控制相位調控單元(3)的工作狀態；所述相位調控單元(3)具有4個離散工作狀態，分別為0度相移，90度相移，180度相移和270度相移；

所述相位調控單元(3)包含4個射頻單刀雙擲開關(8)、1條90度相位延遲線(9)、1條180度相位延遲線(10)和2條參考0度相位延遲線(11)；所述單刀雙擲開關(8)的切換時間小于10.0ns；

所述相位調控單元(3)的4個離散工作狀態通過1個90度相移模塊與1個180度相移模塊相互串聯實現；其中，90度相移模塊由1條90度相位延遲線(9)、1條參考0度相位延遲線(11)和2個射頻單刀雙擲開關(8)組成，2個射頻單刀雙擲開關(8)各置于90度相移模塊的左右兩側；180度相移模塊由1條1 80度相位延遲線(10)、1條參考0度相位延遲線(11)和2個射頻單刀雙擲開關(8)組成，2個射頻單刀雙擲開關(8)各置于180度相移模塊的左右兩側；

所述N路數字信號控制線(7)的控制狀態由N個時間調制函數決定；N個時間調制函數具有一致的波形，具體控制狀態按0度相移、90度相移、180度相移、270度相移順序、周期性變化，每個狀態的持續時間均為1/4個時間調制周期；所述時間調制周期的最大取值為信號傳輸時間的1/10；相位調控是通過時間調制函數控制N個數字信號線產生射頻通道間的相對時延；

所述基于時間調制陣列的高效率相位調控系統通過時域合理分配射頻信號在不同天線單元和不同傳輸時刻的相移狀態，實現頻域射頻信號的連續相位調控，進而在空域獲得具有掃描波束的高精度、高效率輻射方向圖；

所述基于時間調制陣列的高效率相位調控系統的時間調制效率為81.1％，其時間調制損耗僅為0.9dB；

所述時間調制效率的定義為所述基于時間調制陣列的高效率相位調控系統的平均有用接收功率與均勻幅相激勵下同規模理想線陣平均接收功率的比值；所述平均有用接收功率指載波頻率為+1次諧波分量的射頻信號功率的平均接收功率。