一种时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法及系统，可提升目标位置处的辐射场功率密度获得局部区域的高峰值的微波场强，用于目标物耐受场强考核等研究应用，解决现有真空电子学器件需要附属高压脉冲产生装置才可以强电磁辐射，且其系统较为复杂的技术问题。该时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法，通过激励信号激励微波辐射源，通过特定时序选通各个微波辐射源，向目标位置辐射。本发明专利技术还提供了时隙激励校准的辐射源场强相干合成系统，包括频综、N个按任意方式排布的微波辐射源、测量天线及接收机。能够在后续进行补偿激励信号，实现目标位置处的辐射场相干增强。实现目标位置处的辐射场相干增强。实现目标位置处的辐射场相干增强。

【技术实现步骤摘要】
一种时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法及系统，可提升目标位置处的辐射场功率密度获得局部区域的高峰值的微波场强，用于目标物耐受场强考核等研究应用。

技术介绍

[0002]随着微波技术的快速发展，在微波能量传输和微波能工业应用等高功率微波
中，常常需要获得尽可能高的微波功率。单个微波辐射源的输出功率受器件本身功率容量限制，利用多个微波辐射源组成的阵列在空间中进行功率合成是一种能大幅提高系统发射功率，提升目标位置处辐射场功率密度的有效手段。
[0003]目前，实验室中常用速调管之类的真空电子学器件作为微波辐射源，通过功率合成产生强电磁辐射，用于目标的耐受场强考核研究。但是，真空电子学器件需要附属高压脉冲产生装置才可以生成强电磁辐射，其系统较为复杂。
[0004]近年来，半导体微波器件材料以及工艺技术取得了突破性进展，半导体微波器件的输出功率愈来愈高，并通过材料、工艺以及设计方面的改进，具有进一步提升输出功率的潜力。半导体微波器件属于放大体制，在进行功率合成时，更容易实现辐射场信号的波形控制、时间差控制和相位差控制。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有真空电子学器件需要附属高压脉冲产生装置才可以强电磁辐射，且其系统较为复杂的技术问题，而提供一种时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法及系统，可提升目标位置处的辐射场功率密度获得局部区域高峰值的微波场强，实现目标位置处的辐射场相干增强。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0008]S1，产生N个激励信号，N为大于等于1的正整数；
[0009]所述N个激励信号的选通时间门满足下式
[0010]Gate
k
(τ)＝Gate1(τ
‑
T
1k
)
[0011]式中：Gate
k
(τ)表示第k个激励信号的选通时间门，k∈[2，N]；T
1k
是第k个激励信号选通时间门相对第1个激励信号选通时间门的时间差；τ为时间；
[0012]S2，N个激励信号分别输入N个微波辐射源，N个微波辐射源分别对N个激励信号进行放大，并发出N个辐射信号至目标位置处；
[0013]S3，N个辐射信号通过步骤S2中目标位置处的测量天线感应接收，测量天线发出N个辐射场信号，利用接收机接收N个辐射场信号；
[0014]S4，定义，激励信号激励微波辐射源到达目标位置处的传播为一个传输通道；分别计算N个传输通道的时间差和相位差；
[0015]S5，根据步骤S4中所得的时间差和相位差，分别补偿N个激励信号的时间差与相位差，使得N个传输通道的辐射场信号到达目标位置处的幅值和相位一致，实现目标位置处的辐射场相干合成。
[0016]进一步地，步骤S1中N个激励信号利用频综产生，具体为：
[0017][0018]式中,S
1A
(τ)，
…
，S
NA
(τ)表示频综产生的第1，2，
…
，N个激励信号；Gate1(τ)，
…
，Gate
N
(τ)表示频综对应第1，2，
…
，N个激励信号的选通时间门；f
c
为频综的中心频率；是激励信号上变频的等效相位。
[0019]进一步地，步骤S2中，每个微波辐射源感应到的对应的激励信号具体为：
[0020]S
1B
(τ)＝S
1A
(τ
‑
T
1A
),
[0021]S
2B
(τ)＝S
2A
(τ
‑
T
2A
),
[0022]...
[0023]S
NB
(τ)＝S
NA
(τ
‑
T
NA
)
[0024]式中,S
1B
(τ)，...，S
NB
(τ)表示S
1A
(τ)，...，S
NA
(τ)经过传播后到达微波辐射源处的N个信号；T
1A
,T
2A
,...,T
NA
表示N个激励信号从频综到达各个微波辐射源的传播时间差。
[0025]进一步地，步骤S3中，目标位置处的测量天线接收的N个辐射信号具体为：
[0026]S
1C
(τ)＝S
1B
(τ
‑
T
1B
),
[0027]S
2C
(τ)＝S
2B
(τ
‑
T
2B
),
[0028]...
[0029]S
NC
(τ)＝S
NB
(τ
‑
T
NB
)
[0030]式中,S
1C
(τ)，...，S
NC
(τ)表示S
1B
(τ)，...，S
NB
(τ)经过微波辐射源到达测量天线的N个信号；T
1B
,T
2B
,...,T
NB
表示N个辐射信号从微波辐射源传播到目标位置处的传播时间差。
[0031]进一步地，步骤S3中，接收机接收的N个辐射场信号具体为：
[0032][0033]式中,S
1D
(τ)，...，S
ND
(τ)表示S
1C
(τ)，...，S
NC
(τ)经过测量天线传播到达接收机的N个信号；T
L
为N个辐射场信号从测量天线到达接收机的传播时间差。
[0034]N个辐射场信号满足下式
[0035]Gate
k
(τ
‑
T
kA
‑
T
kB
‑
T
L
)
·
Gate
i
(τ
‑
T
iA
‑
T
iB
‑
T
L
)＝0
[0036]式中：Gate
k
(τ
‑
T
kA
‑
T
kB
‑
T
L
)
·
Gate
i
(τ
‑
T
iA
‑
T
iB
‑
T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，产生N个激励信号，N为大于等于1的正整数；所述N个激励信号的选通时间门满足下式Gate
k
(τ)＝Gate1(τ
‑
T
1k
)式中：Gate
k
(τ)表示第k个激励信号的选通时间门，k∈[2，N]；T
1k
是第k个激励信号选通时间门相对第1个激励信号选通时间门的时间差；τ为时间；S2，N个激励信号分别输入N个微波辐射源，N个微波辐射源分别对N个激励信号进行放大，并发出N个辐射信号至目标位置处；S3，N个辐射信号通过步骤S2中目标位置处的测量天线感应接收，测量天线发出N个辐射场信号，利用接收机接收N个辐射场信号；S4，定义，激励信号激励微波辐射源到达目标位置处的传播为一个传输通道；分别计算N个传输通道的时间差和相位差；S5，根据步骤S4中所得的时间差和相位差，分别补偿N个激励信号的时间差与相位差，使得N个传输通道的辐射场信号到达目标位置处的幅值和相位一致，实现目标位置处的辐射场相干合成。2.根据权利要求1所述的时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法，其特征在于，步骤S1中所述N个激励信号利用频综产生，具体为：式中,S
1A
(τ)，
…
，S
NA
(τ)表示频综产生的第1，2，
…
，N个激励信号；Gate1(τ)，
…
，Gate
N
(τ)表示频综对应第1，2，
…
，N个激励信号的选通时间门；f
c
为频综的中心频率；是激励信号上变频的等效相位。3.根据权利要求2所述的时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法，其特征在于，步骤S2中，所述每个微波辐射源感应到的对应的激励信号具体为：S
1B
(τ)＝S
1A
(τ
‑
T
1A
),S
2B
(τ)＝S
2A
(τ
‑
T
2A
),...S
NB
(τ)＝S
NA
(τ
‑
T
NA
)式中,S
1B
(τ)，...，S
NB
(τ)表示S
1A
(τ)，...，S
NA
(τ)经过传播后到达微波辐射源处的N个信号；T
1A
,T
2A
,...,T
NA
表示N个激励信号从频综到达各个微波辐射源的传播时间差。4.根据权利要求3所述的时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法，其特征在于，步骤S3中，所述目标位置处的测量天线接收的N个辐射信号具体为：S
1C
(τ)＝S
1B
(τ
‑
T
1B
),S
2C
(τ)＝S
2B
(τ
‑
T
2B
),...S
NC
(τ)＝S
NB
(τ
‑
T
NB
)
式中,S
1C
(τ)，...，S
NC
(τ)表示S
1B
(τ)，...，S
NB
(τ)经过微波辐射源到达测量天线的N个信号；T
1B
,T
2B
,...,T
NB
表示N个辐射信号从微波辐射源传播到目标位置处的传播时间差。5.根据权利要求4所述的时隙激励校准的辐射源场强相干合成方法，其特征在于，步骤S3中，所述接收机接收的N个辐射场信号具体为：式中,S
1D
(τ)，...，S
ND
(τ)表示S
1C
(τ)，...，S
NC
(τ)经过测量天线传播到达接收机的N个信号；T
L
为N个辐射场信号从测量天线到达接收机的传播时间差；所述N个辐射场信号满足下式：Gate
k
(τ
‑
T
kA
‑
T
kB
‑
T
L
)
·
Gate
i
(τ
‑
T
iA
‑
T
iB
‑
T
L
)＝0式中：Gate
k
(τ
‑
T
kA
‑
T
kB
‑
T
L
)
·...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪海波，方文饶，王璐璐，杨志强，郭乐田，付超，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：