專利名稱：一種多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種相控陣天線設(shè)備所使用的多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置。
利用同一天線口徑形成多個(gè)獨(dú)立的發(fā)射波束和接收波束是相控陣天線的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，多波束形成饋電網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)產(chǎn)生覆蓋大扇形空間的多個(gè)波束。對(duì)于相同的波束指向，每個(gè)波束基本上具有與相同尺寸和照射的單波束陣的增益。多波束形成饋電網(wǎng)絡(luò)都提供一個(gè)分離的波束終端。但現(xiàn)有的各種多波束形成饋電網(wǎng)絡(luò)存在著各種問(wèn)題。(M.I.斯科爾尼克，《雷達(dá)系統(tǒng)導(dǎo)論》，國(guó)防工業(yè)出版社，1992年2月，p.258～265)如Blass多波束形成網(wǎng)絡(luò)需要滿足Allen正交準(zhǔn)則，且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，六單元四波束的Blass多波束形成網(wǎng)絡(luò)需要二十四個(gè)定向耦合器。

圖1是Bulter四單元四波束形成網(wǎng)絡(luò)的示意圖。L1、L2、R1、R2為波束，V1、V2為-45°移相器，D1、D2、D3、D4為3dB定向耦合器，Y1、Y2、Y3、Y4為天線陣列單元。Bulter多波束形成網(wǎng)絡(luò)存在著難以克服的相移跳變問(wèn)題，如圖1所示，波束L2的輸出相移為[135°，0°，225°，90°]，中間存有非常明顯的相移反跳變。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種原理簡(jiǎn)單，沒(méi)有相移跳變且相移嚴(yán)格線性漸變的主要由功率分配/合成器構(gòu)成的多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置。
本實(shí)用新型包括B個(gè)1分N路功率分配器，N×B個(gè)移相器和N個(gè)B路合1功率合成器，其中B為波束數(shù)，N為天線陣列單元數(shù)；載頻信號(hào)經(jīng)過(guò)1分N路功率分配器后分成N路信號(hào)，每一路信號(hào)經(jīng)過(guò)指定的移相器后到達(dá)相應(yīng)的B路合1功率合成器的輸入端，同一功率分配器分出的N路信號(hào)通過(guò)的移相器所產(chǎn)生的移相值是線性漸變的，信號(hào)最后經(jīng)過(guò)B路合1功率合成器輸出到相應(yīng)的天線陣列單元形成波束的掃描。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，可以在每一路分出的信號(hào)中的移相器和B路合1功率合成器的輸入端之間加一個(gè)隔離器。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是Bulter四單元四波束形成網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的原理圖。
如圖2所示，這是一個(gè)三單元四波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置的原理圖，B1、B2、B3、B4為任意載頻信號(hào)，F(xiàn)1、F2、F3、F4為一分三路功率分配器，H1、H2、H3、H4為三路合一功率合成器，N1、N2、N3為天線陣列單元，為敘述方便，以其中一路載頻信號(hào)B1為例，E1、E2、E3是移相器，G1、G2、G3是隔離器。載頻信號(hào)B1經(jīng)過(guò)功率分配器F1后分成三路信號(hào)，第一路信號(hào)經(jīng)過(guò)移相器E1和隔離器G1后到達(dá)功率合成器H1的輸入端，再經(jīng)功率合成器H1后輸出到天線陣列單元N1；第二路信號(hào)經(jīng)過(guò)移相器E2和隔離器G2后到達(dá)功率合成器H2的輸入端，再經(jīng)功率合成器H2后輸出到天線陣列單元N2；第三路信號(hào)經(jīng)過(guò)移相器E3和隔離器G3后到達(dá)功率合成器H3的輸入端，再經(jīng)功率合成器H3后輸出到天線陣列單元N3，信號(hào)經(jīng)天線陣列單元發(fā)射后即可產(chǎn)生波束的掃描。在此，移相器E1的移相值為0，移相器E2的移相值為α，移相器E3的移相值為2α，因此在理論上載頻信號(hào)B1在天線陣列單元輸出的信號(hào)相移是[0，α，2α]，載頻信號(hào)B2、B3、B4的處理過(guò)程與B1類似，經(jīng)天線陣列單元發(fā)射后即可產(chǎn)生多波束。根據(jù)圖2的原理，如果要設(shè)計(jì)一個(gè)N單元B波束形成網(wǎng)絡(luò)，我們可以用B個(gè)1分N路功率分配器和N個(gè)B路合1功率合成器以及N×B對(duì)移相器隔離器來(lái)構(gòu)造此網(wǎng)絡(luò)。
本實(shí)用新型原理及構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低，由圖2可以看出，載頻信號(hào)經(jīng)過(guò)多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置在天線陣列單元輸出的信號(hào)相移是嚴(yán)格線性變化的，沒(méi)有產(chǎn)生相移的跳變，此外，由于這種多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置的主要構(gòu)件是功率分配/合成器，所以可以根據(jù)天線陣列的設(shè)計(jì)參數(shù)和波束數(shù)方便地選擇相應(yīng)的功率分配/合成器來(lái)構(gòu)造適當(dāng)?shù)亩嗖ㄊ纬删W(wǎng)絡(luò)，例如要構(gòu)造一個(gè)四單元六波束的波束形成網(wǎng)絡(luò)，可以用六個(gè)一分四路功率分配器和四個(gè)六路合一功率合成器以及二十四對(duì)相應(yīng)的移相器和隔離器來(lái)構(gòu)造，這使得相控陣天線的設(shè)計(jì)具有了極大的靈活性。
權(quán)利要求1.一種多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于包括B個(gè)1分N路功率分配器，N×B個(gè)移相器和N個(gè)B路合1功率合成器；載頻信號(hào)經(jīng)過(guò)1分N路功率分配器后分成N路信號(hào)，每一路信號(hào)經(jīng)過(guò)指定的移相器后到達(dá)相應(yīng)的B路合1功率合成器的輸入端，同一功率分配器分出的N路信號(hào)通過(guò)的移相器所產(chǎn)生的移相值是線性漸變的，信號(hào)最后經(jīng)過(guò)B路合1功率合成器輸出到相應(yīng)的天線陣列單元形成波束的掃描。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置，其特征在于在每一路分出的信號(hào)中，移相器和B路合1功率合成器的輸入端之間還有一個(gè)隔離器。
專利摘要一種多波束形成網(wǎng)絡(luò)裝置,包括功率分配器、移相器、隔離器和功率合成器。載頻信號(hào)經(jīng)過(guò)功率分配器后分成多路,每一路都依次經(jīng)過(guò)指定的移相器和隔離器后到達(dá)相應(yīng)的功率合成器輸入端,經(jīng)功率合成器輸出到天線陣列單元形成波束的掃描。本實(shí)用新型成本低,原理構(gòu)造簡(jiǎn)單,各載頻信號(hào)的輸出相移嚴(yán)格線性,還可以根據(jù)天線陣列單元數(shù)和波束數(shù)選擇相應(yīng)的功率分配/合成器來(lái)構(gòu)造適當(dāng)?shù)亩嗖ㄊ纬删W(wǎng)絡(luò),使得相控陣天線的設(shè)計(jì)具有極大的靈活性。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK2388720SQ9923677
公開日2000年7月19日 申請(qǐng)日期1999年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月30日
發(fā)明者郁濤 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司