本发明专利技术公开一种极化非敏感三次谐波雷达系统及一种信号传输方法，所述系统包括基站与终端，极化非敏感三次谐波雷达基站包括振荡器、定向耦合器、倍频器、混频器、低通滤波器、双频正交耦合器、双频双线极化天线；终端包括双频双线极化天线、二极管。本发明专利技术实现雷达基站与终端基波激励与三次谐波反馈极化非敏感，能够解决天线极化失配的技术问题，可广泛应用于航空航天、深海救援、户外探险救援以及可穿戴电子设备等领域。电子设备等领域。电子设备等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种极化非敏感三次谐波雷达系统及信号传输方法
[0001]本专利技术涉及雷达系统，特别涉及一种极化非敏感三次谐波雷达系统及信号传输方法。
技术介绍
[0002]在现有技术中，谐波雷达存在天线极化失配问题，亟需特殊电路结构满足极化非敏感谐波雷达系统。
技术实现思路
[0003]基于上述问题，本专利技术提出一种极化非敏感三次谐波雷达系统。
[0004]本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一方面，本专利技术提出了一种极化非敏感三次谐波雷达系统，所述系统包括基站与终端；
[0006]所述基站包括振荡器(VCO)、定向耦合器(Coupler)、倍频器(Multiplexer)、混频器(Mixer)、低通滤波器(LPF)、双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)、双频双线极化天线(DLP)(包括垂直(TX_VP)、水平(TX_HP)极化端口)；
[0007]所述终端包括双频双线极化天线(DLP')、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)。
[0008]进一步地，所述双频双线极化天线(DLP)包括垂直极化端口(TX_VP)和水平极化端口(TX_HP)。
[0009]进一步地，所述振荡器(VCO)输出端连接定向耦合器(Coupler)输入端口；所述定向耦合器(Coupler)输出端口连接双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)输入端口，定向耦合器(Coupler)耦合端口连接倍频器(Multiplexer)输入端口，倍频器(Multiplexer)输出端口连接混频器(Mixer)本振端口(LO)；混频器(Mixer)射频端口(RF)连接双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)隔离端口(ISO)，混频器(Mixer)中频端口(IF)连接低通滤波器(LPF)输入端口，低通滤波器(LPF)输出端口输出；双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)直通端口(DIR)连接双频双线极化天线(DLP)水平极化端口(TX_HP)，双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)耦合端口(COU)连接双频双线极化天线(DLP)垂直(TX_VP)极化端口；
[0010]所述双频双线极化天线(DLP)水平极化端口(RX_HP)与垂直极化端口(RX_VP)连接第一(D1)、第二二极管(D2)，所述第一、第二二极管转化基波(ω0)信号至三次谐波(3ω0)信号。
[0011]进一步地，所述双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)的基频(ω0)与三次谐波频率(3ω0)耦合传输特性由散射参数矩阵表示，如公式(1，2)所示:
[0012][0013][0014]进一步地，所述双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)的输入端口信号经双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)耦合传输至DIR、COU端口，通过公式(1)计算获得DIR端口、COU端口输出：
[0015][0016][0017]进一步地，所述终端中双极化天线垂直、水平极化方向捕获v
s
信号，其中所述v
s
信号为正交耦合器端口IN输入信号，自由空间传输系数为κ(d)，计算获得终端中双极化天线的垂直、水平极化方向信号，如公式(5，6)所示：
[0018][0019][0020]进一步地，所述终端中双极化天线的垂直、水平极化端口处第一、第二二极管产生三次谐波，第一、第二二极管产生的三次谐波信号如公式(7)(8)所示：
[0021][0022][0023]进一步地，将第一、第二二极管产生的三次谐波信号作为三次谐波信号再次输入终端中双极化天线垂直、水平极化方向，经自由空间传输至基站中双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)DIR、COU端口：
[0024][0025][0026]进一步地，将经过双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)进一步传输至IN、ISO端口计算：
[0027]v'
IN
＝0
ꢀꢀ
(11)
[0028][0029]三次谐波完全传输至双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)ISO端口。
[0030]另一方面，本专利技术还提出了一种信号传输方法，其特征在于，所述方法包括：
[0031]步骤201，基站中振荡器(VCO)激励双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)输入端口(IN)，经双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)传输至双频双线极化天线(DLP)垂直(TX_VP)、水平(TX_HP)极化端口，作为基波(ω0)激励信号；
[0032]步骤202，终端中双频双线极化天线(DLP')垂直(RX_VP)、水平(RX_HP)极化端口接收源自雷达基站基波(ω0)信号，传输至第一、第二二极管，第一、第二二极管转化基波(ω0)信号为三次谐波(3ω0±
3Δω)信号，作为双频双线极化天线(DLP')垂直(RX_VP)、水平(RX_HP)极化端口三次谐波(3ω0±
3Δω)反馈信号；
[0033]步骤203，所述基站中双频双线极化天线(DLP)垂直(TX_VP)、水平(TX_HP)极化端口接收源自终端的三次谐波(3ω0±
3Δω)反馈信号，经双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)传输至隔离端口(ISO)，经混频器(Mixer)与低通滤波器(LPF)输出中频信号3Δω。
[0034]本专利技术公开一种极化非敏感三次谐波雷达系统，所述系统包括基站与终端，极化非敏感三次谐波雷达基站包括振荡器、定向耦合器、倍频器、混频器、低通滤波器、双频正交耦合器、双频双线极化天线；终端包括双频双线极化天线、二极管。本专利技术实现雷达基站与终端基波激励与三次谐波反馈极化非敏感，能够解决天线极化失配的技术问题，可广泛应用于航空航天、深海救援、户外探险救援以及可穿戴电子设备等领域。
附图说明
[0035]附图1为极化非敏感三次谐波雷达系统示意图；
[0036]附图2为发射与接收双线极化天线极化失配图；
具体实施方式
[0037]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0038]实施例
[0039]图1为极化非敏感三次谐波雷达系统示意图，其中终端即谐波标签。图2为发射与接收双线极化天线极化失配图，基站中双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)输入端口(即，端口IN)输入信号v
s
。双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)的基频(ω0)与三次谐波频率(3ω0)耦合传输特性可由其散射参数矩阵(即，S参数)表示，如公式(1，2)所示。
[0040][0041][0042]IN端口信号经双频(ω0、3ω0)正交耦合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种极化非敏感三次谐波雷达系统，其特征在于，所述系统包括基站与终端；所述基站包括振荡器(VCO)、定向耦合器(Coupler)、倍频器(Multiplexer)、混频器(Mixer)、低通滤波器(LPF)、双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)、双频双线极化天线(DLP)(包括垂直(TX_VP)、水平(TX_HP)极化端口)；所述终端包括双频双线极化天线(DLP')、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)。2.根据权利要求1所述的极化非敏感三次谐波雷达系统，其特征在于，所述双频双线极化天线(DLP)包括垂直极化端口(TX_VP)和水平极化端口(TX_HP)。3.根据权利要求2所述的极化非敏感三次谐波雷达系统，其特征在于，所述振荡器(VCO)输出端连接定向耦合器(Coupler)输入端口；所述定向耦合器(Coupler)输出端口连接双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)输入端口，定向耦合器(Coupler)耦合端口连接倍频器(Multiplexer)输入端口，倍频器(Multiplexer)输出端口连接混频器(Mixer)本振端口(LO)；混频器(Mixer)射频端口(RF)连接双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)隔离端口(ISO)，混频器(Mixer)中频端口(IF)连接低通滤波器(LPF)输入端口，低通滤波器(LPF)输出端口输出；双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)直通端口(DIR)连接双频双线极化天线(DLP)水平极化端口(TX_HP)，双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)耦合端口(COU)连接双频双线极化天线(DLP)垂直(TX_VP)极化端口；所述双频双线极化天线(DLP)水平极化端口(RX_HP)与垂直极化端口(RX_VP)连接第一(D1)、第二二极管(D2)，所述第一、第二二极管转化基波(ω0)信号至三次谐波(3ω0)信号。4.根据权利要求2所述的极化非敏感三次谐波雷达系统，其特征在于，所述双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)的基频(ω0)与三次谐波频率(3ω0)耦合传输特性由散射参数矩阵表示，如公式(1，2)所示:耦合传输特性由散射参数矩阵表示，如公式(1，2)所示:5.根据权利要求4所述的极化非敏感三次谐波雷达系统，其特征在于，所述双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)的输入端口信号经双频(ω0、3ω0)正交耦合器(Hybrid Coupler)耦合传输至DIR、COU端口，通过公式(1)计算获得DIR端口、COU端口输出：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，张蓉，林坚，
申请(专利权)人：西北工业大学太仓长三角研究院，
类型：发明
国别省市：
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