[发明专利]一种波导电缆混合宽带系统及配相方法

说明书

本发明一种波导电缆混合宽带系统及配相方法，针对多通道波导电缆宽带混合系统，该方法先通过计算波导中心线长度得到各通道波导的长度，通过计算不同频率信号在各个通道波导中的平均时延差得到需要配准的电缆对应的时延差，然后根据同轴电缆的传输特性，计算得到电缆的电气长度和机械长度，通过调整电缆的长度最终实现整个多通道系统的相位配准，该方法解决了现有配相技术无法适用于宽带信号系统和非等长波导电缆混合系统的问题，该方法不仅适用于波导电缆混合点频系统，也适用于波导电缆混合宽带系统；该方法不仅适用于多通道波导电缆混合的功率合成网络，也适用于多极化、全极化等多通道雷达系统。

技术领域

本发明涉及一种波导电缆混合宽带系统及配相方法，属于空间微波遥感技术领域。

背景技术

目前未从公开文献上查阅到波导电缆混合宽带系统的配相方法，现有文献主要是纯波导多通道系统的配相方法和纯电缆系统的配相方法，例如，文献“射频无源多通道相位一致性配平方法”(张卫兵，2016年空间电子学学术年会)提出了多通道相位一致性配平方法—归一化相频特性法。这些方法由于传输介质单一，仅适用于波导等长系统或电缆等长系统，对于波导电缆混合系统尤其是波导不等长的系统不适用。

如图1所示，现有的多通道相位配平方法应用前提是多通道系统的传播介质相同，因此只能应用于纯波导系统或纯电缆系统，对于多通道非等长电缆波导混合系统无法适用；其次，由于不同频率的电磁波在不同介质中相速度和群速度也不同，因此宽带信号在电缆和波导中传播特性不同，现有方法只能适用于点频信号，用现有方法应用于宽带信号相位配准时无法实现整个信号带宽内相位配准。

多通道电缆波导宽带混合系统面临的问题是，电磁波在波导中传输，频率不同，即波长不同，其相速度和群速度也不同，是色散波，电磁波在电缆中传播，相速度和群速度相等，且与频率无关，是非色散波，如何实现这两种介质级联后的相位配准是问题的关键。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种波导电缆混合宽带系统配相方法，该方法先通过测量各通道波导的长度，通过处理得到不同通道的时延差，然后根据同轴电缆的传输特性，计算得到电缆的电气长度和机械长度，通过调整电缆的长度最终实现整个多通道系统的相位配准，解决了宽带信号在非等长电缆波导混合系统的中的配相问题。

本发明解决的技术方案为：一种波导电缆混合宽带系统，包括：分路移相器(Y1)、功放1(Y01)～功放M(Y0M)、Butler矩阵(Y2)；

分路移相器(Y1)将外部输入的宽带射频信号进行一分M分路后再进行移相后得到M路输出，分别通过M根同轴电缆W1～WM送至功放1(Y01功放M(Y0M)，设定分路移相器(Y1)的输入为X5G，分路移相器(Y1)的输出分别为X1G、…、XMG，分路移相器(Y1)的输出均为同轴SMA输出；M大于1，且M为正整数；

功放1(Y01)～功放M(Y0M)为行波管放大器，实现对输入其自身的宽带射频信号的功率放大后通过M个波导B1～BM分别送至Butler矩阵(Y2)的M个输入X1G～XMG，每个功放输入设定为X1G，每个功放输出设定为X2G；波导B1～BM不等长；

Butler矩阵(Y2)包括M个输入和M个输出，输入为X1G～XMG，，Butler矩阵(Y2)的输入、输出均为波导接口，当Butler矩阵的M路输入信号满足设定的相位关系时，Butler矩阵会把输入的M路信号功率合成为一路，从而实现功率合成。

同轴电缆W1与波导B1的电气长度的和、…、同轴电缆WM与波导BM电气长度的和，均等长同相；

外部输入的宽带射频信号的中心频率为9.6GHz,带宽为800MHz，移相范围为0°～360°。

每个功放输入设定为X1G，为同轴接口，类型为SMA，每个功放输出设定为X2G，为波导接口，类型为BJ100。