[發明專利]一種雙向多極化方式收發系統及其收發方法

有效

• 申請號: 202110765165.8
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113507290B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 莫驪;張瑞;楊迎;方曉磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B1/401
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種雙向多極化方式收發系統，其特征在于，包括雙向放大單元PA1、1：2等功分網絡W1、移相器N1、移相器N2、收發開關K1、收發開關K2、末級放大單元PA2、末級放大單元PA3、限幅低噪聲放大單元LNA1、限幅低噪聲放大單元LNA2、環行器W2、環行器W3、固定相差電橋F1、收發天線T1以及收發天線T2，所述雙向放大單元PA1的發射輸出端與1：2等功分網絡W1的輸入端口相連，1：2等功分網絡W1的一個輸出端口與移相器N1的輸入端相連，1：2等功分網絡W1的另一個輸出端口與移相器N2的輸入端相連；

所述移相器N1的輸出端與收發開關K1的第一端相連，移相器N2的輸出端與收發開關K2的第一端相連；收發開關K1的第二端和第三端分別與末級放大單元PA2的輸入端以及限幅低噪聲放大單元LNA1的輸出端相連，收發開關K2的第二端和第三端分別與末級放大單元PA3的輸入端以及限幅低噪聲放大單元LNA2的輸出端相連；

所述末級放大單元PA2的輸出端與環行器W2的第一端連接，末級放大單元PA3的輸出端與環行器W3的第一端連接，限幅低噪聲放大單元LNA1的輸入端與環行器W2的第三端連接，限幅低噪聲放大單元LNA2的輸入端與環行器W3的第三端連接；所述環行器W2的第二端與固定相差電橋F1的第一端相連，環行器W3的第二端與固定相差電橋F1的第二 端相連，固定相差電橋F1的第三端與收發天線T1相連，固定相差電橋F1的第四端與收發天線T2相連；

所述固定相差電橋F1是四端口器件，四個端口之間存在固定的相位關系，固定相差電橋F1的第一端與第四端之間存在固定相差90°±5゜，固定相差電橋F1的第二端與第三端之間存在固定相差90°±5゜，固定相差電橋F1的第一端與第三端之間存在固定相差0°±5゜，固定相差電橋F1的第二端與第四端之間存在固定相差0°±5゜。

2.根據權利要求1所述的一種雙向多極化方式收發系統，其特征在于，所述雙向放大單元PA1包括兩路放大器和一組收發切換開關，接收、發射方向各一路放大器，通過收發切換開關來控制接收、發射工作方向。

3.根據權利要求1所述的一種雙向多極化方式收發系統，其特征在于，所述1：2等功分網絡W1的兩個輸出端口為等幅同相輸出，兩個輸出端口的相位與其輸入端口同相。

4.根據權利要求1所述的一種雙向多極化方式收發系統，其特征在于，所述移相器N1和移相器N2的電路結構完全相同，均通過控制信號電平的變化，輸出相應相移的信號，移相步進為360°的1/2ⁿ，其中，n大于等于1。

5.根據權利要求4所述的一種雙向多極化方式收發系統，其特征在于，所述移相器N1和移相器N2用不同的信號電平控制輸出不同的相移量，移相切換時間小于等于收發切換時間。

6.根據權利要求1所述的一種雙向多極化方式收發系統，其特征在于，所述收發開關K1和收發開關K2均為三端口的開關網絡，均通過控制信號電平的變化控制第一端口和第二端連通，或者第一端和第三端連通，當第一端和第二端連通時，為發射工作狀態；當第一端和第三端連通時，為接收工作狀態，收發開關K1和收發開關K2的切換時間均為納秒級。

7.根據權利要求1所述的一種雙向多極化方式收發系統，其特征在于，所述環行器W2和環行器W3均為單向傳輸的三端口器件，其第一端向第二端傳輸方向為發射工作狀態，第二端向第三端傳輸方向為接收工作狀態。

8.根據權利要求1-7任一項所述的一種雙向多極化方式收發系統的收發方法，其特征在于，所述方法包括：發射工作模式下，輸入激勵信號由雙向放大單元送入1：2等功分網絡W1，1：2等功分網絡W1輸出為等幅等相的兩路信號，移相器N1、移相器N2分別接收1：2等功分網絡W1的輸出信號并選擇相應的相移輸出，分別經末級放大單元PA2和末級放大單元PA3放大后送入固定相差電橋F1，固定相差電橋F1輸出的兩端口具有固定的相位差，通過移相器N1、移相器N2和固定相差電橋F1的不同相位組合，實現收發天線T1和收發天線T2的不同極化方式。

9.根據權利要求8所述的一種雙向多極化方式收發系統的收發方法，其特征在于，所述方法包括：接收工作模式為發射工作模式的逆過程，由收發開關K1、收發開關K2控制接收發射工作模式切換，通過移相器N1和移相器N2的不同相移輸出實現天線接收的不同極化方式。