一种RCS控制电路系统及其设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种RCS控制电路系统及其设计方法，RCS控制电路系统包括基于微带形式的Rotman透镜和RCS控制电路，以用于实现系统RCS参数可调，RCS控制电路包括开关、环形器和放大器，放大器的输出端连接环形器的输入端，环形器的输出端和放大器的输入端同时连接开关，开关具有断开状态和闭合状态；在断开状态，Rotman透镜接收到的电磁波信号会按照原路返回，在波束端口衰减，进而降低系统的RCS；在闭合状态，波束端口输入的信号经过放大器进行功率放大，形成的放大信号在环形器的作用下，再次经过开关沿原电路返回至波束端口，并重新对Rotman透镜进行激励，从而实现系统RCS的增大。从而实现系统RCS的增大。

【技术实现步骤摘要】
一种RCS控制电路系统及其设计方法


[0001]本专利技术涉及微带天线
，具体涉及一种RCS控制电路系统及其设计方法。

技术介绍

[0002]当前天线系统主要存在以下问题：
[0003](1)现代无线通信系统的快速发展，信息用户数量急速上升，导致了频谱资源的日益紧张，同时军事雷达技术在探测，控制方面的快速发展也对陆地车载，机载以及卫星通信等方面提出了更高要求，需要在接收和发射天线的过程中自动创建和保持稳定的链路通信，因此迫切的需要出现一种低成本，高增益，紧凑型，同时又能实现方向回溯的新型天线系统
[0004](2)传统的天线大多需要进行一些复杂的波束成形算法和数字信号处理，这样虽然可以提高系统的容量和通信质量，但是由于价格昂贵，对于那些追求较大容量的同时也要求高速率的通信系统，就并不适用。传统的相控阵天线通常采用移相器和衰减器等模块来控制激励天线单元，通过调整相位可以实现特定方向上的回溯，但同时也因为其中复杂并且成本较高的模块组件，使研究陷入瓶颈。此外，常用的方向回溯装置包括角反射器和Van Atta天线阵，前者是基于特殊的物理结构实现，对于调制后向散射信号从而调节系统RCS参数是不可能的，而后者由于长传输线的插入损耗，天线效率也会非常低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种RCS控制电路系统及其设计方法，以能够实现RCS控制电路可调。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种RCS控制电路系统，所述RCS控制电路系统包括：
[0008]基于微带形式的Rotman透镜和所述RCS控制电路，所述基于微带形式的Rotman透镜和所述RCS控制电路结合，以用于实现系统RCS参数可调，所述RCS控制电路包括开关、环形器和放大器，所述放大器的输出端连接所述环形器的输入端，所述环形器的输出端和所述放大器的输入端同时连接所述开关，所述开关具有断开状态和闭合状态；
[0009]在所述断开状态，所述Rotman透镜接收到的电磁波信号会按照原路返回，在波束端口衰减，进而降低系统的RCS；
[0010]在所述闭合状态，所述波束端口输入的信号经过所述放大器进行功率放大，形成的放大信号在环形器的作用下，再次经过所述开关沿原电路返回至所述波束端口，并重新对所述Rotman透镜进行激励，从而实现系统RCS的增大。
[0011]可选择地，所述开关包括开关芯片U28；所述环形器包括环形器芯片U23；所述放大器包括放大器芯片U18；
[0012]所述开关芯片U28的GND引脚接地，其RF1引脚接电容C63的一端，其VDD引脚同时接接地电容C68和电阻R83的一端，其LS引脚同时接电阻R88的一端和接地电阻R94，其VCTRL引
脚同时接接地电阻R98和电阻R103的一端，其VSS引脚同时接接地电容C78和电阻R108的一端，其RFC引脚接电容C73的一端，所述电容C63的另一端连接所述环形器芯片U23的第3端口，所述电阻R83的另一端和所述电阻R88的另一端同时接3.3V电压，所述电阻R103的另一端接3.3V电压，所述电阻R108的另一端接2.5V公共接地端电压，所述电容C73的另一端接输入信号；
[0013]所述放大器芯片U18的VC引脚接电阻R65的一端，其RFIN/VG引脚同时接电容C48的一端和电阻R66的一端，其RFOUT/VD引脚同时接电容C53的一端和电阻R73的一端，所述电阻R65的另一端接2V输出电压，所述电阻R66的另一端同时连接接地电容C43和电阻R58的一端，所述电阻R58的另一端接0.5V输入电压，所述电容C48的另一端与所述环形器芯片U23的第1端口连接，所述电容C53的另一端与所述环形器芯片U23的第2端口连接，所述电阻R73的另一端同时连接接地电容C58和电阻R78的一端，所述电阻R78的另一端接5V电压。
[0014]本专利技术还提供一种RCS控制电路系统的设计方法，所述RCS控制电路系统的设计方法包括：
[0015]S1：根据Rotman透镜的相关特性，生成关于Rotman透镜的设计方程；
[0016]S2：根据所述Rotman透镜的设计方程，得到基于微带形式的Rotman透镜；
[0017]S3：根据所述基于微带形式的Rotman透镜和所述RCS控制电路，实现RCS参数可调。
[0018]可选择地，所述步骤S1中，所述关于Rotman透镜的设计方程为：
[0019][0020]y＝n(1
‑
w)
[0021]其中，x和y分别是所述Rotman透镜内任意一点的横坐标和纵坐标，g为所述Rotman透镜的焦距比，a0和b0均为常数且a0＝cosα，b0＝sinα，为所述Rotman透镜的偏焦角，n和w为指代参数且β为所述Rotman透镜的波束扫描角，ε
r
为所述Rotman透镜材料的介电常数，N为常数，f为所述Rotman透镜的偏轴焦距，W
n
为所述Rotman透镜内任意一点到所述Rotman透镜外轮廓的传输线长度，W
o
为所述Rotman透镜坐标原点到所述Rotman透镜外轮廓的传输线长度。
[0022]可选择地，所述步骤S2包括：
[0023]S21：根据所述关于Rotman透镜的设计方程，确定所述Rotman透镜内任意一点的位置坐标；
[0024]S22：根据所述Rotman透镜内任意一点的位置坐标，确定所述Rotman透镜内轮廓的结构；
[0025]S23：根据所述Rotman透镜内轮廓的结构，确定所述Rotman透镜的焦点位置和偏轴焦点位置；
[0026]S24：根据所述Rotman透镜的焦点位置和偏轴焦点位置，得到Rotman透镜聚焦圆弧的半径；
[0027]S25：根据所述Rotman透镜聚焦圆弧的半径，得到Rotman透镜波束端口的轮廓；
[0028]S26：根据所述Rotman透镜波束端口的轮廓，确定Rotman透镜内轮廓中的阵列端口
数量；
[0029]S27：根据所述Rotman透镜内轮廓中的阵列端口数量，得到阵列天线的辐射单元数；
[0030]S28：根据所述Rotman透镜内轮廓中的阵列端口数量和所述阵列天线的辐射单元数，得到连接Rotman透镜内轮廓中的阵列端口和阵列天线的辐射单元的移相传输线，进而得到所述基于微带形式的Rotman透镜。
[0031]可选择地，所述步骤S3包括：
[0032]以用于实现RCS控制电路可调为目的，确定所述RCS控制电路的开关、环形器和放大器；
[0033]控制所述开关切换于断开状态和闭合状态；
[0034]根据所述开关的状态变换、所述环形器、所述放大器和所述基于微带形式的Rotman透镜，实现RCS参数的可调。
[0035]本专利技术具有以下有益效果：
[0036]本专利技术提出基于时间反演实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RCS控制电路系统，其特征在于，所述RCS控制电路系统包括：基于微带形式的Rotman透镜和所述RCS控制电路，所述基于微带形式的Rotman透镜和所述RCS控制电路结合，以用于实现系统RCS参数可调，所述RCS控制电路包括开关、环形器和放大器，所述放大器的输出端连接所述环形器的输入端，所述环形器的输出端和所述放大器的输入端同时连接所述开关，所述开关具有断开状态和闭合状态；在所述断开状态，所述Rotman透镜接收到的电磁波信号会按照原路返回，在波束端口衰减，进而降低系统的RCS；在所述闭合状态，所述波束端口输入的信号经过所述放大器进行功率放大，形成的放大信号在环形器的作用下，再次经过所述开关沿原电路返回至所述波束端口，并重新对所述Rotman透镜进行激励，从而实现系统RCS的增大。2.根据权利要求1所述的RCS控制电路系统，其特征在于，所述开关包括开关芯片U28；所述环形器包括环形器芯片U23；所述放大器包括放大器芯片U18；所述开关芯片U28的GND引脚接地，其RF1引脚接电容C63的一端，其VDD引脚同时接接地电容C68和电阻R83的一端，其LS引脚同时接电阻R88的一端和接地电阻R94，其VCTRL引脚同时接接地电阻R98和电阻R103的一端，其VSS引脚同时接接地电容C78和电阻R108的一端，其RFC引脚接电容C73的一端，所述电容C63的另一端连接所述环形器芯片U23的第3端口，所述电阻R83的另一端和所述电阻R88的另一端同时接3.3V电压，所述电阻R103的另一端接3.3V电压，所述电阻R108的另一端接2.5V公共接地端电压，所述电容C73的另一端接输入信号；所述放大器芯片U18的VC引脚接电阻R65的一端，其RFIN/VG引脚同时接电容C48的一端和电阻R66的一端，其RFOUT/VD引脚同时接电容C53的一端和电阻R73的一端，所述电阻R65的另一端接2V输出电压，所述电阻R66的另一端同时连接接地电容C43和电阻R58的一端，所述电阻R58的另一端接0.5V输入电压，所述电容C48的另一端与所述环形器芯片U23的第1端口连接，所述电容C53的另一端与所述环形器芯片U23的第2端口连接，所述电阻R73的另一端同时连接接地电容C58和电阻R78的一端，所述电阻R78的另一端接5V电压。3.一种基于权利要求1或2所述的RCS控制电路系统的RCS控制电路系统的设计方法，其特征在于，所述RCS控制电路系统的设计方法包括：S1：根据Rotman透镜的相关特性，生成关于Rotman透镜的设计方程；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，张光辉，刘旭，汤玮，刘晴，袁汉云，李赟，蔡健挺，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：