基于时间调制的方向回溯和自调零共孔径天线阵的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于天线工程技术领域，特别是一种基于时间调制的方向回溯和自调零共 孔径阵列天线。
【背景技术】
[0002] 随着通信技术的迅速发展，方向回溯天线作为一种新型智能天线得到了高度重 视。方向回溯天线是一种具有自跟踪波束扫描特性的智能天线，它能够自动跟踪来波方向， 而不需要来波方向的先验知识和复杂的数字信号处理算法。具有抗干扰能力的方向回溯天 线系统通过建立安全可靠的回溯通信链路实现传输数据不被其他用户窃取，这一特征使其 在现代移动通信系统中具有广泛的应用价值。
[0003] 然而，目前具有抗干扰能力的方向回溯天线系统需要两个镶嵌的天线子阵，一 个天线子阵用于实现自跟踪波束扫描功能，另一个天线子阵用于实现自跟踪零陷扫描 功能，增加了系统成本和复杂度，而且天线子阵间存在相互干扰和互耦影响。此外，现 有的方向回溯天线系统硬件需求比较高，比如需要与阵元个数一样多的相位共辄混频 器（见文献 1:R.Y. Miyamoto, W.A. Shiroma，G.S. Shiroma，B.T. Murakami, A. Ohta，and M. Tamamoto, "Microwave self-phasing antenna arrays for secure data transmission and satellite network crosslinks, "U.S. Patent 7 304 607 B2, Dec. 4, 2007)、需要 与阵元个数一样多的移相器和相位检测器（见文献2 :T. F. Chun，A. Zamora，B. J. Lei，R. T. Iwami, and ff.A. Shiroma, "An interleaved, interelement phase-detecting/ phase-shifting retrodirective antenna array for interference reduction, '，IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett.，2011，vol. 10, pp. 919-922, 2011.)、需要一个 Butler 矩阵 接收机和多个移相器（见文献 3 :D. S. Goshi, Κ· Μ· Κ· H. Leong, and T. Itoh, "Interleaved retrodirective sub-arrays for null-steering interference rejection,'，IEEE MTT-S Int. Microwave Symp.，Honolulu, HI, June2007, pp. 1719-1722)、需要复杂的混 合数字波束形成网络（见文献 4 :D.S. Goshi, K.M.K.H· Leong, and T. Itoh, "A secure high-speed retrodirective communication link, ''IEEE Trans. Microw. Theory Tech. , 2005, vol. 53, no. 11, pp. 3548 - 3556, Nov. 2005) 〇
[0004] 由上可知，现有的方向回溯天线系统存在成本高、结构复杂、相互干扰等问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种基于时间调制的方向回溯和自调零共孔径天线阵。
[0006] 实现本发明目的的技术解决方案为：
[0007] -种基于时间调制的方向回溯和自调零共孔径天线阵，包括多个天线单元、与天 线单元一一对应设置的单刀三掷开关、开关控制电路、第一整数倍半波长传输线网络、第二 整数倍半波长传输线网络、第一相位共辄混频器、第二相位共辄混频器、第一本振源和第二 本振源；
[0008] 单刀三掷开关包括第一导通通道、第二导通提到和断开通道，每个天线单元与一 个对应的单刀三掷开关相连，单刀三掷开关的第一导通通道与第一整数倍半波长传输线网 络相连，第一整数倍半波长传输线网络与第一相位共辄混频器相连，第一相位共辄混频器 与第一本振源相连；单刀三掷开关的第二导通通道与第二整数倍半波长传输线网络相连， 第二整数半波长传输线网络与第二相位共辄混频器相连，第二相位共辄混频器与第二本振 源相连；
[0009] 所述开关控制电路与所有的单刀三掷开关相连，控制单刀三掷开关的周期性通 断。
[0010] 本发明与现有技术相比，其显著优点：
[0011] (1)本发明采用一个天线阵同时实现波束自跟踪扫描和自跟踪零陷扫描两种功 能，极大的简化了天线阵的结构，降低了天线系统的成本和复杂度且节约了空间资源。
[0012] (2)本发明中的方向回溯和自调零共孔径天线阵只用了两个相位共辄混频器和本 振源，进一步简化了天线系统的结构，减少了天线系统的硬件需求。
[0013] (3)本发明中的方向回溯和自调零共孔径天线阵消除了由单个方向回溯天线子阵 和单个自调零天线子阵工作时带来的阵列间的干扰影响和互耦影响。
【附图说明】
[0014] 图1为基于时间调制技术的方向回溯和自调零共孔径天线阵的结构图。
[0015] 图2为实施例中的基于时间调制技术的方向回溯和自调零共孔径天线阵结构图。
[0016] 图3为实施例中的两种开关时序图（时间序列I和时间序列II)。
[0017] 图4为实施例中基于时间系列I的双站方向图。
[0018] 图5为实施例中基于时间系列II的双站方向图。
[0019] 图6为实施例中基于时间序列I和时间序列II的信噪比结果图。
【具体实施方式】
[0020] 结合图1，一种基于时间调制的方向回溯和自调零共孔径天线阵，包括多个天线单 元1、与天线单元对应设置的单刀三掷开关2、开关控制电路3、第一整数倍半波长传输线网 络、第二整数倍半波长传输线网络4、第一相位共辄混频器、第二相位共辄混频器5、第一本 振源和第二本振源6 ;
[0021] 单刀三掷开关2包括第一导通通道onl、第二导通提到on2和断开通道off，每个 天线单元1与一个对应的单刀三掷开关相连，单刀三掷开关2的第一导通通道onl与第一 整数倍半波长传输线网络相连，第一整数倍半波长传输线网络与第一相位共辄混频器相 连，第一相位共辄混频器与第一本振源相连；单刀三掷开关2的第二导通通道on2与第二整 数倍半波长传输线网络4相连，第二整数半波长传输线网络4与第二相位共辄混频器5相 连，第二相位共辄混频器5与第二本振源6相连；
[0022] 所述开关控制电路3与所有单刀三掷开关2相连，控制单刀三掷开关2的周期性 通断。
[0023] 所述整数倍半波长传输线网络每个支路的特征阻抗均相同。