一种高效高功率微波空间功率合成方法技术

本发明专利技术具体涉及高效高功率微波空间功率合成方法。包括有主机模块、电池模块以及天线模块，主机模块包括有接口，主机模块通过两个接口分别与电池模块、天线模块电连接且一体化设计，天线模块采用多个天线辐射的波束在空间进行功率合成。本发明专利技术提供的高效高功率微波空间功率合成方法通过主机模块通过两个接口分别与电池模块、天线模块电连接且一体化设计，安装、维护与使用简单，便于维护；天线模块既能完成非合作目标的探测，又能在目标位置处实现空间功率合成，获得高功率微波，方法简单易行，功率合成效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种高效高功率微波空间功率合成方法
本专利技术属于高功率微波的
，具体涉及高效高功率微波空间功率合成方法。
技术介绍
高功率微波的应用需求决定了高功率微波技术朝着高脉冲能量、高重复频率、宽频谱覆盖范围等方向发展，其最终目的是要提高微波的输出能力。当前研究的主要方向有提高单个微波源的输出峰值功率、增加输出微波的脉冲宽度、提高微波源束波转换效率，以及保持以上微波核心参数保持基本不变的情况下增加微波源的频谱覆盖范围等。分析可知，增加频谱覆盖范围的方法有：利用单个窄带微波源在宽带甚至超宽带频率范围内频率调谐，或者直接产生宽带高功率微波等。近年来，超宽带高功率微波也在定向能武器、冲激雷达、功率传输、高功率微波加热等领域迅速发展，随着这些应用需求的牵引，如何通过功率合成获取高功率微波成为急需解决的技术难点。目前，高功率微波功率合成有两种方法：一是采用固态功率合成技术，在设备的微波通道中获得相应的合成功率，但因受到高压电源和高功率器件等因素的限制，这种方法对输出功率的提高是极为有限的；二是采用多个天线辐射的波束在空间进行功率合成，该方法能较大地提高微波的有效辐射功率。空间功率合成实现的方法主要有：平行束法、聚焦束法、交叉束法。平行束法多采用相控阵天线，阵列的每个单元可有各自独立的源和发射机，即避免了单个源功率分割的损耗，又可在空间某方向上合成较大的总功率，但这种方法仅适合于远场区域；聚焦束法，各天线分别置于类似抛物面的不同位置上，将各天线单元波束聚焦于其焦点，使焦点区域达到很高的合成功率密度，但这种方法受限于抛物面的尺寸；交叉束法指从一些不同位置，同时发出几个同频率和一定功率的波束，通过控制各波束的相位关系，使波束在预定的交叉区域合成足够强的功率，该法能够在波束交叉区域实现功率密度的有效增加，但如何精确控制各波束的相位，使每一波束同时达到指定区域，是一个技术难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效高功率微波空间功率合成方法，解决了
技术介绍
中的问题，本专利技术结构简单，反射更小，可使功率容量大幅提高，传输效率高的频带宽度得到较大提升。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：高效高功率微波空间功率合成方法，包括有主机模块、电池模块以及天线模块，所述主机模块包括有接口，所述主机模块通过两个所述接口分别与所述电池模块、所述天线模块电连接且一体化设计，所述的天线模块采用多个天线辐射的波束在空间进行功率合成，包含如下的步骤：1)在探测区域的一侧设置时间反演天线阵列，任取一个天线单元发射弱信号探测非合作目标，根据回波确定每个天线的主射方向，并依此调整天线单元的物理方向与之一致，同时建立空频多态响应矩阵，获取与目标对应的时间反演信号；2)时间反演天线阵列加大功率发射步骤1)所得时间反演信号，并将其将聚焦于目标位置处。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术提供的高效高功率微波空间功率合成方法通过主机模块通过两个接口分别与电池模块、天线模块电连接且一体化设计，安装、维护与使用简单，便于维护；天线模块既能完成非合作目标的探测，又能在目标位置处实现空间功率合成，获得高功率微波，方法简单易行，功率合成效率高。附图说明图1为本专利技术的结构框图。具体实施方式参照附图1，高效高功率微波空间功率合成方法，其特征在于：包括有主机模块、电池模块、天线模块、以及稳压模块，所述主机模块包括有接口，所述主机模块通过两个所述接口分别与所述电池模块、所述天线模块电连接且一体化设计，所述的天线模块采用多个天线辐射的波束在空间进行功率合成，包含如下的步骤：1)在探测区域的一侧设置时间反演天线阵列，任取一个天线单元发射弱信号探测非合作目标，根据回波确定每个天线的主射方向，并依此调整天线单元的物理方向与之一致，同时建立空频多态响应矩阵，获取与目标对应的时间反演信号；2)时间反演天线阵列加大功率发射步骤1)所得时间反演信号，并将其将聚焦于目标位置处。控制器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本专利技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。较佳地，所述电磁干扰枪还包括合路器子模块，天线模块为三频合一的三频天线模块，功放子模块包括第一功放子模块、第二功放子模块，控制与激励子模块、第一功放子模块、合路器子模块以及三频天线模块依次电连接，控制与激励子模块与第二功放子模块、合路器子模块以及三频天线模块依次电连接。其中本实施例中，第一功放子模块105可以米用但不限于1.6GHZ及2.4GHZ的功放子模块，第一功放子模块105可以米用但不限于5.8GHZ的功放子模块。三频天线模块与电池模块分别位于外壳的两端，三频天线可以收发三个固定频率的电磁波信号。将原始的三个收发不同频段的三个天线模块集成到三频天线模块，减少了占用电磁干扰枪内部的体积，同时也节省了成本。合路器子模块用于将多路干扰信号合成一路，三频天线模块用于合路后的干扰信号发射到目标位置。考虑到电磁干扰枪在使用过程中还可能会利用其他的频段的信号对目标对象进干扰，因此主机模块还包括扩频模块，扩频模块块与主机模块的接口可拆卸连接，在扩频模块与主机模块的其中一个接口处于连接状态时，扩频模块与控制与激励子模块电连接。在扩频模块与主机模块处于连接状态时即可对当前发送的干扰信号进行扩频。外壳内还设置有稳压子模块，电池模块、稳压子模块以及控制与激励子模块依次电连接。稳压子模块可以对电池模块输出的电压进行稳压，从而保证输出电压的稳定性。另外，散热子模块处于稳压子模块、控制与激励子模块与第一功放子模块、第二功放子模块之间。优选的，还包括有扩频模块，所述扩频模块与所述主机模块通过一个接口可拆卸连接，在扩频模块与其中一个接口处于连接状态时，所述扩频模块与所述控制与激励子模块电连接，功放子模块包括第一功放子模块、第二功放子模块，所述控制与激励子模块、第一功放子模块、合路器子模块以及所述三频天线模块依次电连接，所述第一功放子模块、所述第二功放子模块间隔设置且形成有散热模块。优选的，所述的时间反演天线阵列分解成许多个小天线阵列，小天线阵列根据回波确定每个天线的主射方向，并依此调整天线单元的物理方向与之一致，确保每个天线单元直对非合作目标发射信号，在探测区域的一侧设置N个天线单元的收发合置天线阵列，任取一个天线发射超宽带脉冲时域信号s(t)，所有天线单元接收目标反射的回波信号，对每个天线单元接收的时域信号kn⑴，n＝1，2，…，N进行傅里叶变换，得到频域信号kn(＜＜)，n＝l，2，…，N，进而得到空频多态响应矩阵。把N个天线单元分为(N-2)组，第1、2、3个天线单元为一组，第2、3、4个天线单元为一组，依此类推，第(N-2)、(N-l)、N个天线单元为一组。每一组天线可以看作是一个小天线阵列，当目标处于天线阵列的远场区时，到达每个小天线阵列的回波可本文档来自技高网...

【技术保护点】
高效高功率微波空间功率合成方法，其特征在于：包括有主机模块、电池模块、天线模块、以及稳压模块，所述主机模块包括有接口，所述主机模块通过两个所述接口分别与所述电池模块、所述天线模块电连接且一体化设计，所述的天线模块采用多个天线辐射的波束在空间进行功率合成，包含如下的步骤：1)在探测区域的一侧设置时间反演天线阵列，任取一个天线单元发射弱信号探测非合作目标，根据回波确定每个天线的主射方向，并依此调整天线单元的物理方向与之一致，同时建立空频多态响应矩阵，获取与目标对应的时间反演信号；2)时间反演天线阵列加大功率发射步骤1)所得时间反演信号，并将其将聚焦于目标位置处。

【技术特征摘要】
1.高效高功率微波空间功率合成方法，其特征在于：包括有主机模块、电池模块、天线模块、以及稳压模块，所述主机模块包括有接口，所述主机模块通过两个所述接口分别与所述电池模块、所述天线模块电连接且一体化设计，所述的天线模块采用多个天线辐射的波束在空间进行功率合成，包含如下的步骤：1)在探测区域的一侧设置时间反演天线阵列，任取一个天线单元发射弱信号探测非合作目标，根据回波确定每个天线的主射方向，并依此调整天线单元的物理方向与之一致，同时建立空频多态响应矩阵，获取与目标对应的时间反演信号；2)时间反演天线阵列加大功率发射步骤1)所得时间反演信号，并将其将聚焦于目标位置处。2.根据权利要求1所述的高效高功率微波空间功率合成方法，其特征在于：还包括有扩频模块，所述扩频模块与所述主机模块通过一个接口可拆卸连接，在扩频模块与其中一个接口处于连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高龙，印长豹，张辰，曾亮，芮庆，
申请(专利权)人：合肥博雷电气有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34