一種多極化微波發射裝置及方法與流程

本發明涉及一種微波發射裝置及方法，具有涉及一種多極化微波發射裝置及方法。

背景技術：

未來合成孔徑雷達會向著多波段、多極化、小型化的方向發展，以提高對惡劣應用環境、復雜電磁環境、強干擾環境的適應能力，從而形成強有力的探測能力。現有的發射裝置其極化方式較少，無法滿足日益嚴重的電磁環境干擾。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題現有微波發射裝置及方法極化方式少，無法滿足日益嚴重的電磁環境干擾。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種多極化微波發射裝置，包括極化控制組件、連接器、四個主放大器、兩個波導和微波傳輸組件；

所述極化控制組件用于對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整；

所述連接器與極化控制組件連接，用于將經幅度和相位調整的每路信號傳送到對應的主放大器，其中，一路信號對應一個主放大器；

所有主放大器輸入端均與連接器連接，用于對接收的信號進行放大處理；

每兩個主放大器的輸出端連接一個波導，所述波導用于將接收的兩路經放大處理的信號合成為一路中間信號傳送到微波傳輸組件；

所有波導均與所述微波傳輸組件連接，所述微波傳輸組件用于將所有中間信號合成為發射信號。

本發明的有益效果是：通過極化控制組件對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整，獲得幅度和相位均不同的四路信號，連接器傳送信號，主放大器進行放大，波導將兩路信號合成為一路中間信號并傳送，微波傳輸組件將所有中間信號矢量合成為發射信號，發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步，所述極化控制組件包括功分器和四個控制器；

所述功分器用于對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號傳送給對應的控制器；

一個控制器用于對一路信號的幅度和相位進行調整。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過功分器對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，控制器對一路信號的幅度和相位進行調整，獲得幅度和相位均不同的四路信號，為獲得多極化的發射信號提供信號準備，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

進一步，所述控制器包括：

移相器，與功分器的一個信號支路連接，用于將該信號支路的信號進行一次相位調整；

低噪聲放大器，與移相器連接，用于對經一次相位調整的信號進行功率補償；

衰減器，與低噪聲放大器連接，用于將經功率補償的信號進行幅度調整；

功率放大器，與衰減器連接，用于將經幅度調整的信號進行放大處理。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過移相器調整一路信號的相位，低噪聲放大器進行功率補償，衰減器調整一路信號的幅度，功率放大器進行統一放大，獲得幅度和相位均不同的四路信號，為獲得多極化的發射信號提供信號準備，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

進一步，所述控制器還包括：

相位選擇開關，連接于所述移相器和低噪聲放大器之間，用于對經一次相位調整的信號進行二次相位調整。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過相位選擇開關對經一次相位調整的信號進行二次相位調整，實現對信號的相位進行精準調整，提高了相位的精度，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

進一步，所述控制器還包括：

隔離器，其輸入端與功率放大器連接，輸出端與連接器連接，用于對功率放大器進行隔離。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過隔離器保護功率放大器，防止信號從主放大器反向通過隔離器進入功率放大器，提高了控制器的安全性。

進一步，所述微波傳輸組件包括兩個鐵氧體開關和正交模耦合器；

一個鐵氧體開關與一個波導連接，用于根據多極化微波發射裝置的工作模式確定是否對中間信號進行衰減；

所述正交模耦合器與兩個鐵氧體開關連接，用于將經過鐵氧體開關的所有中間信號合成為發射信號。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過鐵氧體開關根據多極化微波發射裝置的工作模式確定是否對中間信號進行衰減，正交模耦合器將經過鐵氧體開關的所有中間信號矢量合成為發射信號，發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

進一步，還包括檢波裝置，與主放大器連接，并通過電纜與極化控制組件連接，所述檢波裝置用于檢測主放大器的輸出功率，并根據輸出功率變化改變極化控制組件中的衰減器，以進行負反饋調節。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過檢波裝置檢測主放大器的輸出功率，并根據輸出頻率變化改變極化控制組件中的衰減器，以進行負反饋調節幅度，精確控制信號的幅度變化，提高了幅度改變的精度，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

本發明解決上述技術問題的另一技術方案如下：一種多極化微波發射方法，包括如下步驟：

S1，對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整；

S2，對經幅度和相位調整的每路信號進行傳送；

S3，對接收的信號進行放大處理；

S4，將接收的兩路經放大處理的信號合成為一路中間信號進行傳送；

S5，將所有中間信號合成為發射信號。

本發明的有益效果是：通過對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整，獲得幅度和相位均不同的四路信號，進行傳送，進行放大處理，將兩路信號合成為一路中間信號并傳送，將所有中間信號矢量合成為發射信號，發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步，所述S1包括如下步驟：

S11，對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號進行傳送；

S12，將分為四路信號中的每路信號進行一次相位調整；

S13，對經一次相位調整的信號進行功率補償；

S14，將經功率補償的信號進行幅度調整；

S15，將經幅度調整的信號進行放大處理。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號進行傳送，調整每路信號的相位，進行功率補償，調整每路信號的幅度，進行統一放大，獲得幅度和相位均不同的四路信號，為獲得多極化的發射信號提供信號準備，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

進一步，所述S12后還包括對經一次相位調整的信號進行二次相位調整的步驟。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過對經一次相位調整的信號進行二次相位調整，實現對信號的相位進行精準調整，提高了相位的精度，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例提供的一種多極化微波發射裝置的示意框圖；

圖2為本發明一個實施例提供的一種多極化微波發射裝置中極化控制組件的示意框圖；

圖3為本發明另一實施例提供的一種多極化微波發射裝置中極化控制組件的示意框圖；

圖4為本發明另一實施例提供的一種多極化微波發射裝置中微波傳輸組件的示意框圖；

圖5為本發明實施例提供的一種多極化微波發射方式的流程示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、功分器，2、移相器，3、相位選擇開關，4、低噪聲放大器，5、衰減器，6、功率放大器，7、隔離器。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

本發明任意一個實施例提供的一種多極化微波發射裝置均可應用于L波段、S波段、C波段、Ku波段和Ka波段等不同波段，根據應用的波段選擇合適的極化控制組件、連接器、四個主放大器、兩個波導和微波傳輸組件等。

如圖1所示，本發明一個實施例提供的一種多極化微波發射裝置，包括極化控制組件、連接器、四個主放大器、兩個波導和微波傳輸組件；

所述極化控制組件用于對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整；

所述連接器與極化控制組件連接，用于將經幅度和相位進行調整的每路信號傳送到對應的主放大器，其中，一路信號對應一個主放大器；

具體地，所述連接器根據多極化微波發射裝置應用的波段選擇合適的連接器，例如，應用在Ka波段，選擇高頻連接器即可實現。

所有主放大器輸入端均與連接器連接，用于對接收的信號進行放大處理；

具體地，主放大器是具有輸出功率能力的主放大器，根據多極化微波發射裝置應用的波段選擇合適的主放大器，例如，應用在Ka波段，選擇10瓦輸出功率能力的主放大器。

主放大器與外部天線連接，主放大器放大處理到可供天線輸出。

每兩個主放大器的輸出端連接一個波導，所述波導用于將接收的兩路經放大處理的信號合成為一路中間信號傳送到微波傳輸組件；

具體地，所述波導根據多極化微波發射裝置應用的波段選擇合適的波導，例如，應用在Ka波段，選擇矩形波導即可實現。

所有波導均與所述微波傳輸組件連接，所述微波傳輸組件用于將所有中間信號合成為發射信號。

上述實施例提供的多極化微波發射裝置，通過極化控制組件對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整，獲得幅度和相位均不同的四路信號，連接器傳送信號，主放大器進行放大，波導將兩路信號合成為一路中間信號并傳送，微波傳輸組件將所有中間信號矢量合成為發射信號，發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

可選地，作為本發明一個實施例，如圖2所示，該實施例中極化控制組件包括功分器1和四個控制器；

所述功分器1用于對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號傳送給對應的控制器；

具體地，功分器1將調制器調制后的信號或其他裝置發出的信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號傳送給對應的控制器。

一個控制器用于對一路信號的幅度和相位進行調整。

上述實施例中，通過功分器1對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，控制器對一路信號的幅度和相位進行調整，獲得幅度和相位均不同的四路信號，為獲得多極化的發射信號提供信號準備，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

具體地，該實施例中，所述一個控制器包括：

移相器2，與功分器1的一個信號支路連接，用于將該信號支路的信號進行一次相位調整；

該實施例中，移相器2只調整該信號支路的信號的相位，不調整幅度。

低噪聲放大器4，與移相器2連接，用于對經一次相位調整的信號進行功率補償；

該實施例中，低噪聲放大器4進行功率補償是因為功分器1和移相器21帶來了衰減。

衰減器5，與低噪聲放大器4連接，用于將經功率補償的信號進行幅度調整；

該實施例中，衰減器5只調整該信號支路的信號的幅度，不調整相位，經過衰減器5后的信號的幅度和相位均已發生變化。

功率放大器6，與衰減器5連接，用于將經幅度調整的信號進行放大處理。

該實施例中，四個控制器中的每個功率放大器6對對應信號支路的信號的放大增益一致，將功率放大到能夠驅動主放大器的水平。

上述實施例中，通過移相器2調整一路信號的相位，低噪聲放大器4進行功率補償，衰減器5調整一路信號的幅度，功率放大器6進行統一放大，獲得幅度和相位均不同的四路信號，為獲得多極化的發射信號提供信號準備，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

可選地，作為本發明一個實施例，所述控制器還包括：

相位選擇開關3，連接于所述移相器2和低噪聲放大器4之間，用于對經一次相位調整的信號進行二次相位調整。該實施例中，低噪聲放大器4進行功率補償是因為功分器1、移相器2和相位選擇開關3帶來了衰減。

上述實施例中，通過相位選擇開關3對經一次相位調整的信號進行二次相位調整，實現對信號的相位進行精準調整，提高了相位的精度，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

可選地，作為本發明一個實施例，所述控制器還包括：

隔離器7，其輸入端與功率放大器6連接，輸出端與連接器連接，用于對功率放大器6進行隔離。

上述實施例中，通過隔離器7保護功率放大器6，防止信號從主放大器反向通過隔離器7進入功率放大器6，提高了控制器的安全性。

可選地，作為本發明一個實施例，所述微波傳輸組件包括兩個鐵氧體開關和正交模耦合器；一個鐵氧體開關與一個波導連接，用于根據多極化微波發射裝置的工作模式確定是否對中間信號進行衰減；所述正交模耦合器與兩個鐵氧體開關連接，用于將經過鐵氧體開關的所有中間信號合成為發射信號。

該實施例中，多極化微波發射裝置工作在高功率模式下，鐵氧體開關處于導通狀態，中間信號通過鐵氧體開關，在正交模耦合器內矢量合成為發射信號；多極化微波發射裝置工作在低功率模式下，鐵氧體開關處于關閉狀態，中間信號通過鐵氧體開關，鐵氧體開關此時具有隔離作用，信號發生衰減，在正交模耦合器內矢量合成為發射信號。

上述實施例中，通過鐵氧體開關根據多極化微波發射裝置的工作模式確定是否對中間信號進行衰減，正交模耦合器將經過鐵氧體開關的所有中間信號矢量合成為發射信號，發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

可選地，作為本發明一個實施例，一種多極化微波發射裝置還包括檢波裝置，與主放大器連接，并通過電纜與極化控制組件連接，所述檢波裝置用于檢測主放大器的輸出功率，并根據輸出功率變化改變極化控制組件中的衰減器5，以進行負反饋調節。

該實施例中，所述檢波裝置根據多極化微波發射裝置應用的波段選擇合適的檢波裝置，以檢驗出主放大器的輸出頻率為基準。

上述實施例中，通過檢波裝置檢測主放大器的輸出功率，并根據輸出頻率變化改變極化控制組件中的衰減器5，以進行負反饋調節幅度，精確控制信號的幅度變化，提高了幅度改變的精度，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

如圖3所示，本發明另一實施例提供的一種多極化微波發射裝置中極化控制組件，所述多極化控制組件以應用于Ka波段為例進行說明，所述極化控制組件包括功分器1和四個控制器；

所述功分器1用于對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號傳送給對應的控制器；

一個控制器用于對一路信號的幅度和相位進行調整。

該實施例中，四個控制器對四路信號的幅度和相位進行調整。

所述一個控制器包括：

移相器2，與功分器1的一個信號支路連接，用于將該信號支路的信號進行一次相位調整；

相位選擇開關3，連接于所述移相器2和低噪聲放大器4之間，用于對經一次相位調整的信號進行二次相位調整；

低噪聲放大器4，與移相器2連接，用于對經一次相位調整的信號進行功率補償；

衰減器5，與低噪聲放大器4連接，用于將經功率補償的信號進行幅度調整；

功率放大器6，與衰減器5連接，用于將經幅度調整的信號進行放大處理；

隔離器7，其輸入端與功率放大器6連接，輸出端與連接器連接，用于對功率放大器6進行隔離。

該實施例中，功分器1可為威爾金森功分器1，對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，將每路信號傳送給對應的控制器，控制器對每路信號依次在移相器2進行相位調整，移相器2可為數控移相器2，在相位選擇開關3進行二次相位調整，在低噪聲放大器4進行功率補償，在衰減器5進行幅度調整，衰減器5可為數控衰減器5，在功率放大器6進行放大處理，通過隔離器7將四路相位和幅度都發生變化的信號傳送到連接器上，連接器可為高頻連接器，應用在Ka波段時可采用射頻模式的SMA，經過高頻連接器一路信號傳送到四個主放大器中一個主放大器進行放大處理，主放大器可為A類功率主放大器，A類功率主放大器與外部波段圓極化天線連接。多極化微波發射裝置根據應用的波段選擇合適的移相器2、相位選擇開關3等。

上述實施例中，通過極化控制組件中的功分器1對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，功分器1將輸入信號進行功率分配后的支路少無法進行多極化處理，信號支路過多極化精度無法提高，并通過移相器2進行一次相位調整，相位選擇開關3進行二次相位調整，低噪聲放大器4進行功率補償，衰減器5進行幅度調整，功率放大器6進行放大，隔離器7進行隔離，實現對每路信號的幅度和相位進行調整，獲得幅度和相位均不同的四路信號，連接器傳送信號，主放大器進行放大。發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

如圖4所示，本發明另一實施例提供的一種多極化微波發射裝置中微波傳輸組件，所述微波傳輸組件包括兩個鐵氧體開關和正交模耦合器；

一個鐵氧體開關與一個波導連接，用于根據多極化微波發射裝置的工作模式確定是否對中間信號進行衰減；

所述正交模耦合器與兩個鐵氧體開關連接，用于將經過鐵氧體開關的所有中間信號合成為發射信號。

該實施例中，所述A類功率主放大器放大的四路信號中兩路進入一個波導，另外兩路進入另一個波導，波導可為矩形波導，波導將經放大處理的兩路信號合成為一路中間信號，兩個波導將合成為兩路中間信號分別傳送給兩個鐵氧體開關，多極化微波發射裝置工作在高功率模式下，兩個鐵氧體開關處于導通狀態，兩路中間信號通過鐵氧體開關，在正交模耦合器內矢量合成為發射信號；多極化微波發射裝置工作在低功率模式下，兩個鐵氧體開關處于關閉狀態，兩路中間信號通過鐵氧體開關，鐵氧體開關此時具有隔離作用，信號發生衰減，在正交模耦合器內矢量合成為發射信號。

上述實施例中，通過鐵氧體開關根據多極化微波發射裝置的工作模式確定是否對中間信號進行衰減，正交模耦合器將經過鐵氧體開關的所有中間信號矢量合成為發射信號，發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

如圖5所示，本發明實施例提供一種多極化微波發射方法，包括如下步驟：

S1，對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整；

S2，對經幅度和相位調整的每路信號進行傳送；

S3，對接收的信號進行放大處理；

S4，將接收的兩路經放大處理的信號合成為一路中間信號進行傳送；

S5，將所有中間信號合成為發射信號。

上述實施例提供的多極化微波發射方法，通過對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并對每路信號的幅度和相位進行調整，獲得幅度和相位均不同的四路信號，進行傳送，進行放大處理，將兩路信號合成為一路中間信號并傳送，將所有中間信號矢量合成為發射信號，發射信號可以為線極化、左圓極化、右圓極化、左橢圓極化和右橢圓極化等多種極化方式，豐富了極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

可選地，作為本發明一個實施例，所述S1包括如下步驟：

S11，對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號進行傳送；

S12，將分為四路信號中的每路信號進行一次相位調整；

S13，對經一次相位調整的信號進行功率補償；

S14，將經功率補償的信號進行幅度調整；

S15，將經幅度調整的信號進行放大處理。

上述實施例中，通過對輸入信號進行功率分配，分為四路信號，并將每路信號進行傳送，調整每路信號的相位，進行功率補償，調整每路信號的幅度，進行統一放大，獲得幅度和相位均不同的四路信號，為獲得多極化的發射信號提供信號準備，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

可選地，作為本發明一個實施例，所述S12后還包括對經一次相位調整的信號進行二次相位調整的步驟。

上述實施例中，通過對經一次相位調整的信號進行二次相位調整，實現對信號的相位進行精準調整，提高了相位的精度，進而實現豐富的極化方式，電磁環境抗干擾能力強。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。