[发明专利]基于二相码调制的单通道阵列发射天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别涉及单通道阵列发射天线，特别是一种通过二相码调制聚合和解调恢复实现多通道信号的单通道阵列发射天线，可用于通信及雷达信号处理。

背景技术

天线作为无线电技术设备中一个必不可少的装置，被广泛应用在通信、雷达、导航、广播、电视等无线电领域中，其通过无线电波有效地辐射和接收来传递信息。近年来，以军用为主的阵列天线技术在经济建设中的应用日益增多，应用范围不断扩大。阵列天线技术在经济建设、科学研究方面出现新的需求也是阵列天线技术的推动力。现代阵列发射天线的特点主要体现在多通道处理技术上，即利用并行电路对多路信号并行处理。多通道发射信号相比于机械天线的发射信号具有灵活控制波束指向及波束形状的优点，也正是这些优势使得阵列发射天线成为人们广泛研究的热点。然而在实际工程应用中，由于器件精度的差异，不可避免的产生各种误差，例如天线的互耦、信噪比低、通道的幅相不一致等，导致实际的阵列流型往往会出现一定程度的偏差或扰动，使得阵列发射天线的性能会严重恶化，甚至失效。

此外，阵列发射天线技术用于通信、射频感知和雷达等系统的另一个主要障碍是对成本、尺寸、重量的要求。首先，常规阵列发射天线每个天线振子端均连接有一个包含有上变频器、DAC、存储器和收发器等器件，由于高性能器件价格高且使用数量大，因而极大的增加了阵列天线的成本；其次，对于大型阵列而言，常规阵列发射天线的相关设计和实现问题是在实际体积及温度范围内所有通道的同步问题。由于常规阵列发射天线的各通道多为高频电子器件组成且大规模使用，这将导致天线端附带的电子设备体积的受限性，尤其是可用于散热的区域是十分受限的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于二相码调制的单通道阵列发射天线，以降低天线受限于尺寸和代价的影响、提高通道幅相一致性及信噪比。

为实现上述目的，本发明包括：波形发生器、数模转换器、上变频器、低噪放大器和天线振子，其特征在于：

波形发生器与数模转换器之间连接有M个一级调制移相器，用于通过移相的方式产生一组二相码，以对波形发生器输出的信号进行二相调制，并对调制后的信号进行正交聚合处理，其中，M为天线振子数目；

低噪放大器与天线振子之间连接有M个二级调制移相器，用于产生二相码，以对低噪放大器输出的单通道信号进行解调处理，恢复得到多路数字基带信号，其中，M为天线振子数目。

作为优选，上述基于二相码调制的单通道阵列发射天线的每个一级调制移相器包括一级逻辑模块、一级选通开关和聚合传输模块，其中，M为天线振子数目；

所述一级逻辑模块，用于产生二相码码元p_M，并控制一级选通开关对信号进行调制，该p_M＝{p₀(t) … p_m(t) … p_M-2(t) p_M-1(t)}，其中，p_m(t)为每个通道的二相码，该二相码具有零缺自相关性，且满足相互正交性，m=0,1,2…M-2,M-1，M为天线振子数目；

所述一级选通开关，用于对波形发生器的输出信号进行调制，得到调制后的信号为：S＝{Γp₀(t)ω₀ … Γp_m(t)ω_m … Γp_M-1(t)ω_M-1}，其中，Γ为信号幅值，ω_m为波形发生器产生的基带信号，m＝0,1,2…M-2,M-1；