專利名稱：一種空間功率合成自適應(yīng)幅相校準方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波領(lǐng)域，涉及一種用于對空間功率合成時各路信號的幅相誤差進行校準的方法。
背景技術(shù)：
空間功率合成是功率合成的一種形式，輸入信號經(jīng)過功率分配器分為N路信號，每路信號分別經(jīng)各放大單元放大后由天線陣列中的各天線單元輸出，通過控制各支路的相位分布可在自由空間的不同方向合成輸出。各路信號合成時的幅相誤差對合成效率的影響很大，幅相誤差會使陣列天線的波瓣指向偏移、副瓣電平升高，由此造成功率合成效率的下降，因此空間功率合成中幅相誤差的校準是十分必要的。
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在微波能量傳輸?shù)认到y(tǒng)中，需要在收發(fā)兩端的相對位置會發(fā)生變化的情況下，使波束精確對準接收單元?，F(xiàn)有的幅相校準方法主要通過開關(guān)移相和衰減器件將各種狀態(tài)下的幅相狀態(tài)與參考信道的幅相狀態(tài)相比較進行校準，由于需要參考信道的信息或者需要控制各路器件的開關(guān)，均會占用正常的工作時間，因此現(xiàn)有方法無法在正常工作時進行跟蹤校準。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種空間功率合成自適應(yīng)幅相校準方法，用于對各路幅相誤差進行跟蹤校準且減小對系統(tǒng)正常工作時間的占用，保證功率合成波束始終精確對準目標方向，解決由于幅相誤差引起合成效率下降的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種空間功率合成自適應(yīng)幅相校準方法，步驟如下(I)將接收端置于空間功率合成發(fā)射端天線遠場的第k個所需位置，由接收端天線向空間功率合成發(fā)射端發(fā)送頻率為f的導(dǎo)引信號；(2)空間功率合成發(fā)射端的N個發(fā)射天線分別接收導(dǎo)引信號，將導(dǎo)引信號與頻率為2f的同一個本振信號混頻，由此得到頻率為f的發(fā)射信號，且各天線發(fā)射信號之間的相位差均為A (K，使得功率合成后的發(fā)射波束指向接收端的方向自適應(yīng)跟蹤第k個所需位置；N為不小于空間功率合成路數(shù)的偶數(shù)；(3)根據(jù)各發(fā)射信號的相位差A(yù) ,k，通過公式A么計算得到接收端所
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在位置的方位角ek，其中d為相鄰兩個發(fā)射天線之間的間距，\為發(fā)射信號的波長；(4)將N個發(fā)射信號分別進行編碼，并將編碼后的信號通過N個經(jīng)指向自適應(yīng)調(diào)整后的發(fā)射天線向接收端發(fā)送，接收端天線對信號進行接收；(5)在接收端將接收到的N個信號進行解碼后組成方程組，通過解方程組的形式得到N個發(fā)射天線的幅相誤差，所述的方程組為
權(quán)利要求
1.一種空間功率合成自適應(yīng)幅相校準方法，其特征在于步驟如下 (1)將接收端置于空間功率合成發(fā)射端天線遠場的第k個所需位置，由接收端天線向空間功率合成發(fā)射端發(fā)送頻率為f的導(dǎo)引信號； (2)空間功率合成發(fā)射端的N個發(fā)射天線分別接收導(dǎo)引信號，將導(dǎo)引信號與頻率為2f的同一個本振信號混頻，由此得到頻率為f的發(fā)射信號，且各天線發(fā)射信號之間的相位差均為△ ￠,，使得功率合成后的發(fā)射波束指向接收端的方向自適應(yīng)跟蹤第k個所需位置；N為不小于空間功率合成路數(shù)的偶數(shù)； (3)根據(jù)各發(fā)射信號的相位差A(yù)Cj3 k，通過公式A么=lnd^ °k計算得到接收端所在位置的方位角ek，其中d為相鄰兩個發(fā)射天線之間的間距，\為發(fā)射信號的波長； (4)將N個發(fā)射信號分別進行編碼，并將編碼后的信號通過N個經(jīng)指向自適應(yīng)調(diào)整后的發(fā)射天線向接收端發(fā)送，接收端天線對信號進行接收； (5)在接收端將接收到的N個信號進行解碼后組成方程組，通過解方程組的形式得到N個發(fā)射天線的幅相誤差，所述的方程組為Hl) = 11=1 ^(2) = ^ 復(fù)(2’ n^x2 (n)e、2,n)n=l *N T(m) = Y, g(k, n)xk (n)e(k, n) n=\T(N) = ^giN,n)xN(n)e(N,n) .n=\ 其中，l、2、3...N，y(k)為接收端在第k個所需位置接收到的信號，H—1 (m，k)為矩陣H—1的第m行第k列的元素，矩陣H—1為編碼矩陣的逆矩陣，g(k，n)為空間功率合成波束指向0k時第n個合成通道幅度和相位信息的復(fù)增益理論設(shè)計值，Xk(n) = e-nd(n-X)^，e (k，n)為空間功率合成波束指向e k時第n個合成通道的幅相誤差； (6)將步驟(5)得到的各發(fā)射天線的幅相誤差從接收端反饋至空間功率合成發(fā)射端的相應(yīng)的發(fā)射天線，對發(fā)射天線的幅相誤差進行校準。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種空間功率合成自適應(yīng)幅相校準方法，其特征在于所述的編碼為N階Hadamard矩陣編碼。
全文摘要
一種空間功率合成自適應(yīng)幅相校準方法，針對微波能量傳輸系統(tǒng)中空間功率合成時各路幅相誤差對于功率合成波束指向精度、合成效率的影響問題，首先通過接收導(dǎo)引信號確定接收端所在位置，并使功率合成波束自適應(yīng)的對準接收端，然后通過各發(fā)射天線發(fā)送編碼信號，信號在各個所需的目標方向處接收并作檢測。將接收到的各個發(fā)射天線的信號聯(lián)合求解得到各個通道的幅度和相位的估計值，再與理論設(shè)計值比較得到校正因子并反饋到功率合成端達到校準的目的。本發(fā)明方法不需要參考通道的信息，可以同時對多個所需的目標方向進行校準，也可以在工作時對單個目標方向進行跟蹤校準，減少了對系統(tǒng)正常工作時間的占用。
文檔編號H01Q3/26GK102738551SQ201210208919
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者朱忠博, 王穎, 董亞洲, 董士偉, 龔利鳴 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所