一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络制造技术

本发明专利技术公开了一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络，该网络包括N个二重时间调制复权重馈电单元，FPGA控制电路和1‑N功分器。所述二重时间调制复权重馈电单元，用于完成对网络的单边带幅度和相位加权；所述FPGA控制电路，用于发出周期时间序列来控制所述二重时间调制复权重馈电单元；所述1‑N功分器，用于对所述N个二重时间调制复权重馈电单元进行馈电。本发明专利技术基于时间调制技术，通过FPGA电路发出周期性的控制信号改变射频开关的状态，能使天线在无需可变增益放大器和移相器的情况下同时完成馈电网络的幅度和相位加权。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络
本专利技术属于天线工程
，特别涉及一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络。
技术介绍
无论是军用领域还是民用领域，未来无线系统正朝着综合化、智能化的方向高速发展。天线是决定无线系统功能与性能的关键器件，未来无线系统逐渐增长的应用需求给天线带来了新的挑战与机遇。在应用需求的推动下，非常规天线阵和多模天线单元成为天线技术中的研究热点。这类天线包括各种新型的有重要应用前景的阵元级方向图分集天线阵、相位中心可电控天线阵、非常规结构相控阵、单射频通道数字波束形成天线阵以及多模电扫天线单元等。这些天线一个共同的关键技术是包括幅度和相位两个维度的可电控复权重馈电网络。时间调制天线是一种基于时间调制技术的四维天线，通过对三维阵列天线引入时间维，将接入阵元中的高速射频开关按照预定的工作时序去控制每一个天线单元的工作状态，使天线阵的状态随时间变化，即具有时间调制特性，从而增加天线阵设计的自由度，实现结构的简化和成本的降低。时间调制天线阵将天线单元的幅度和相位加权改用时间调制的方式完成，从而简化其馈电网络。然而当前的时间调制阵列能单独实现对幅度的调制，或者单独实现对相位的调制，这导致时间调制技术在很多场合的应用中受到很大的限制。相控阵是当前先进雷达和通信系统的主流研究方向，其馈电网络通常既需要移相器构成的相位权重器，又需要通过馈电网络的功分器或可变增益放大器进行幅度加权，整体复杂度高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络，在不增加成本和复杂度的基础上实现馈电网络的幅度和相位同时加权。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络，包括N个二重时间调制复权重馈电单元，FPGA控制电路，1-N功分器；其中，N为自然数。所述二重时间调制复权重馈电单元，用于完成对网络的单边带幅度和相位加权。所述FPGA控制电路，用于发出周期时间序列来控制所述二重时间调制复权重馈电单元。所述1-N功分器，用于对所述N个二重时间调制复权重馈电单元进行馈电。所述的N个二重时间调制复权重馈电单元的射频端口与1-N功分器相连，所述N个二重时间调制复权重馈电单元的控制信号端口与FPGA控制电路相连。进一步地，所述二重时间调制复权重馈电单元，包括单刀三掷射频开关、第一威尔金森功分器、第二威尔金森功分器、第一微带延迟线、第二微带延迟线、第一单刀双掷射频开关阵列、第二单刀双掷射频开关阵列、第一0/180°移相器、第二0/180°移相器、固定90°移相器、第一端口和第二端口；所述第一端口通过所述单刀三掷射频开关的三个输出端口与所述第一威尔金森功分器、第一微带延迟线、第二微带延迟线相连；所述第一威尔金森功分器、第一单刀双掷射频开关阵列、第一0/180°移相器、第二单刀双掷射频开关阵列、固定90°移相器、第二威尔金森功分器、第二端口依次相连；所述第一微带延迟线、第一单刀双掷射频开关阵列、第一0/180°移相器、第二单刀双掷射频开关阵列、固定90°移相器、第二威尔金森功分器、第二端口依次相连；所述第一威尔金森功分器、第一单刀双掷射频开关阵列、第二0/180°移相器、第二单刀双掷射频开关阵列、固定90°移相器、第二威尔金森功分器、第二端口依次相连；所述第二微带延迟线、第一单刀双掷射频开关阵列、第二0/180°移相器、第二单刀双掷射频开关阵列、固定90°移相器、第二威尔金森功分器、第二端口依次相连。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：1)本专利技术应用不同时间序列实现二重时间调制复权重和单重时间调制相位权重或幅度权重；2)本专利技术采用二重时间调制复权重简化了馈电网络，并降低了成本和功耗；3)本专利技术对边频的抑制效果好；4)本专利技术作为幅度权重单独使用，具有低动态范围比的优点，且可实现低SLL和低DRR的相控阵天线。下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术二重时间调制的天线复权重馈电网络示意图。图2为本专利技术二重时间调制复权重馈电单元硬件结构示意图。图3为本专利技术实施例的二重时间调制的天线复权重相控阵示意图。图4为本专利技术实施例的时间调制阵列中单个二重时间调制复权重馈电单元的相位加权时间控制序列的示意图。图5为本专利技术实施例的时间调制阵列中所有二重时间调制复权重馈电单元的相位加权时间控制序列的示意图。图6为本专利技术实施例的时间调制阵列中所有二重时间调制复权重馈电单元的幅度加权时间控制序列的示意图。图7为本专利技术实施例的工作+1次边带指向0°时的辐射方向图和其它主要边带的辐射方向图。图8为本专利技术实施例的工作+1次边带指向20°时的辐射方向图和其它主要边带的辐射方向图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。结合图1，一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络，包括N个二重时间调制复权重馈电单元，FPGA控制电路，1-N功分器；其中，N为自然数。二重时间调制复权重馈电单元，用于完成对网络的单边带幅度和相位加权；FPGA控制电路，用于发出周期时间序列来控制所述二重时间调制复权重馈电单元；1-N功分器，用于对N个二重时间调制复权重馈电单元进行馈电。N个二重时间调制复权重馈电单元的射频端口与1-N功分器相连，N个二重时间调制复权重馈电单元的控制信号端口与FPGA控制电路相连。结合图2，二重时间调制复权重馈电单元，包括单刀三掷射频开关2、第一威尔金森功分器3、第二威尔金森功分器11、第一微带延迟线4、第二微带延迟线5、第一单刀双掷射频开关阵列6、第二单刀双掷射频开关阵列9、第一0/180°移相器7、第二0/180°移相器8、固定90°移相器10、第一端口1和第二端口12。其中第一端口1通过单刀三掷射频开关2的三个输出端口与第一威尔金森功分器3、第一微带延迟线4、第二微带延迟线5相连；第一威尔金森功分器3、第一单刀双掷射频开关阵列6、第一0/180°移相器7、第二单刀双掷射频开关阵列9、固定90°移相器10、第二威尔金森功分器11、第二端口12依次相连；第一微带延迟线4、第一单刀双掷射频开关阵列6、第一0/180°移相器7、第二单刀双掷射频开关阵列9、固定90°移相器10、第二威尔金森功分器11、第二端口12依次相连；第一威尔金森功分器3、第一单刀双掷射频开关阵列6、第二0/180°移相器8、第二单刀双掷射频开关阵列9、固定90°移相器10、第二威尔金森功分器11、第二端口12依次相连；第二微带延迟线5、第一单刀双掷射频开关阵列6、第二0/180°移相器8、第二单刀双掷射频开关阵列9、固定90°移相器10、第二威尔金森功分器11、第二端口12依次相连。单刀三掷射频开关2、第一单刀双掷射频开关阵列6控制第一威尔金森功分器3、第一微带延迟线4、第二微带延迟线5的连接状态；第一单刀双掷射频开关阵列6、第二单刀双掷射频开关阵列9控制第一0/180°移相器7、第二0/180°移相器8的连接状态。FPGA控制电路，用于发出周期时间序列来控制所述二重时间调制复权重馈电单元，具体为：FPGA控制电路对单刀三掷射频开关2、第一单刀双掷射频开关阵列6以及第二单刀双掷射频开关阵列9的导通状态进行周期性控制。实施例本专利技术提出的二重时间调制馈电网络在很多应用场合具有应用价值，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络，其特征在于：包括N个二重时间调制复权重馈电单元，FPGA控制电路，1‑N功分器；其中，N为自然数；所述二重时间调制复权重馈电单元，用于完成对网络的单边带幅度和相位加权；所述FPGA控制电路，用于发出周期时间序列来控制所述二重时间调制复权重馈电单元；所述1‑N功分器，用于对所述N个二重时间调制复权重馈电单元进行馈电；所述的N个二重时间调制复权重馈电单元的射频端口与1‑N功分器相连，所述N个二重时间调制复权重馈电单元的控制信号端口与FPGA控制电路相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于二重时间调制的天线复权重馈电网络，其特征在于：包括N个二重时间调制复权重馈电单元，FPGA控制电路，1-N功分器；其中，N为自然数；所述二重时间调制复权重馈电单元，用于完成对网络的单边带幅度和相位加权；所述FPGA控制电路，用于发出周期时间序列来控制所述二重时间调制复权重馈电单元；所述1-N功分器，用于对所述N个二重时间调制复权重馈电单元进行馈电；所述的N个二重时间调制复权重馈电单元的射频端口与1-N功分器相连，所述N个二重时间调制复权重馈电单元的控制信号端口与FPGA控制电路相连。2.根据权利要求1所述的基于二重时间调制的天线复权重馈电网络，其特征在于，所述二重时间调制复权重馈电单元，包括单刀三掷射频开关(2)、第一威尔金森功分器(3)、第二威尔金森功分器(11)、第一微带延迟线(4)、第二微带延迟线(5)、第一单刀双掷射频开关阵列(6)、第二单刀双掷射频开关阵列(9)、第一0/180°移相器(7)、第二0/180°移相器(8)、固定90°移相器(10)、第一端口(1)和第二端口(12)；所述第一端口(1)通过所述单刀三掷射频开关(2)的三个输出端口与所述第一威尔金森功分器(3)、第一微带延迟线(4)、第二微带延迟线(5)相连；所述第一威尔金森功分器(3)、第一单刀双掷射频开关阵列(6)、第一0/180°移相器(7)、第二单刀双掷射频开关阵列(9)、固定90°移相器(10)、第二威尔金森功分器(11)、第二端口(12)依次相连；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文，陈峤羽，张金栋，郭欣，方大纲，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32