一种多极化微波发射装置及方法与流程

本发明涉及一种微波发射装置及方法，具有涉及一种多极化微波发射装置及方法。

背景技术：

未来合成孔径雷达会向着多波段、多极化、小型化的方向发展，以提高对恶劣应用环境、复杂电磁环境、强干扰环境的适应能力，从而形成强有力的探测能力。现有的发射装置其极化方式较少，无法满足日益严重的电磁环境干扰。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题现有微波发射装置及方法极化方式少，无法满足日益严重的电磁环境干扰。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多极化微波发射装置，包括极化控制组件、连接器、四个主放大器、两个波导和微波传输组件；

所述极化控制组件用于对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整；

所述连接器与极化控制组件连接，用于将经幅度和相位调整的每路信号传送到对应的主放大器，其中，一路信号对应一个主放大器；

所有主放大器输入端均与连接器连接，用于对接收的信号进行放大处理；

每两个主放大器的输出端连接一个波导，所述波导用于将接收的两路经放大处理的信号合成为一路中间信号传送到微波传输组件；

所有波导均与所述微波传输组件连接，所述微波传输组件用于将所有中间信号合成为发射信号。

本发明的有益效果是：通过极化控制组件对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整，获得幅度和相位均不同的四路信号，连接器传送信号，主放大器进行放大，波导将两路信号合成为一路中间信号并传送，微波传输组件将所有中间信号矢量合成为发射信号，发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述极化控制组件包括功分器和四个控制器；

所述功分器用于对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号传送给对应的控制器；

一个控制器用于对一路信号的幅度和相位进行调整。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过功分器对输入信号进行功率分配，分为四路信号，控制器对一路信号的幅度和相位进行调整，获得幅度和相位均不同的四路信号，为获得多极化的发射信号提供信号准备，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

进一步，所述控制器包括：

移相器，与功分器的一个信号支路连接，用于将该信号支路的信号进行一次相位调整；

低噪声放大器，与移相器连接，用于对经一次相位调整的信号进行功率补偿；

衰减器，与低噪声放大器连接，用于将经功率补偿的信号进行幅度调整；

功率放大器，与衰减器连接，用于将经幅度调整的信号进行放大处理。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过移相器调整一路信号的相位，低噪声放大器进行功率补偿，衰减器调整一路信号的幅度，功率放大器进行统一放大，获得幅度和相位均不同的四路信号，为获得多极化的发射信号提供信号准备，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

进一步，所述控制器还包括：

相位选择开关，连接于所述移相器和低噪声放大器之间，用于对经一次相位调整的信号进行二次相位调整。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过相位选择开关对经一次相位调整的信号进行二次相位调整，实现对信号的相位进行精准调整，提高了相位的精度，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

进一步，所述控制器还包括：

隔离器，其输入端与功率放大器连接，输出端与连接器连接，用于对功率放大器进行隔离。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过隔离器保护功率放大器，防止信号从主放大器反向通过隔离器进入功率放大器，提高了控制器的安全性。

进一步，所述微波传输组件包括两个铁氧体开关和正交模耦合器；

一个铁氧体开关与一个波导连接，用于根据多极化微波发射装置的工作模式确定是否对中间信号进行衰减；

所述正交模耦合器与两个铁氧体开关连接，用于将经过铁氧体开关的所有中间信号合成为发射信号。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过铁氧体开关根据多极化微波发射装置的工作模式确定是否对中间信号进行衰减，正交模耦合器将经过铁氧体开关的所有中间信号矢量合成为发射信号，发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

进一步，还包括检波装置，与主放大器连接，并通过电缆与极化控制组件连接，所述检波装置用于检测主放大器的输出功率，并根据输出功率变化改变极化控制组件中的衰减器，以进行负反馈调节。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过检波装置检测主放大器的输出功率，并根据输出频率变化改变极化控制组件中的衰减器，以进行负反馈调节幅度，精确控制信号的幅度变化，提高了幅度改变的精度，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种多极化微波发射方法，包括如下步骤：

S1，对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整；

S2，对经幅度和相位调整的每路信号进行传送；

S3，对接收的信号进行放大处理；

S4，将接收的两路经放大处理的信号合成为一路中间信号进行传送；

S5，将所有中间信号合成为发射信号。

本发明的有益效果是：通过对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整，获得幅度和相位均不同的四路信号，进行传送，进行放大处理，将两路信号合成为一路中间信号并传送，将所有中间信号矢量合成为发射信号，发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，所述S1包括如下步骤：

S11，对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号进行传送；

S12，将分为四路信号中的每路信号进行一次相位调整；

S13，对经一次相位调整的信号进行功率补偿；

S14，将经功率补偿的信号进行幅度调整；

S15，将经幅度调整的信号进行放大处理。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号进行传送，调整每路信号的相位，进行功率补偿，调整每路信号的幅度，进行统一放大，获得幅度和相位均不同的四路信号，为获得多极化的发射信号提供信号准备，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

进一步，所述S12后还包括对经一次相位调整的信号进行二次相位调整的步骤。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对经一次相位调整的信号进行二次相位调整，实现对信号的相位进行精准调整，提高了相位的精度，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种多极化微波发射装置的示意框图；

图2为本发明一个实施例提供的一种多极化微波发射装置中极化控制组件的示意框图；

图3为本发明另一实施例提供的一种多极化微波发射装置中极化控制组件的示意框图；

图4为本发明另一实施例提供的一种多极化微波发射装置中微波传输组件的示意框图；

图5为本发明实施例提供的一种多极化微波发射方式的流程示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、功分器，2、移相器，3、相位选择开关，4、低噪声放大器，5、衰减器，6、功率放大器，7、隔离器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明任意一个实施例提供的一种多极化微波发射装置均可应用于L波段、S波段、C波段、Ku波段和Ka波段等不同波段，根据应用的波段选择合适的极化控制组件、连接器、四个主放大器、两个波导和微波传输组件等。

如图1所示，本发明一个实施例提供的一种多极化微波发射装置，包括极化控制组件、连接器、四个主放大器、两个波导和微波传输组件；

所述极化控制组件用于对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整；

所述连接器与极化控制组件连接，用于将经幅度和相位进行调整的每路信号传送到对应的主放大器，其中，一路信号对应一个主放大器；

具体地，所述连接器根据多极化微波发射装置应用的波段选择合适的连接器，例如，应用在Ka波段，选择高频连接器即可实现。

所有主放大器输入端均与连接器连接，用于对接收的信号进行放大处理；

具体地，主放大器是具有输出功率能力的主放大器，根据多极化微波发射装置应用的波段选择合适的主放大器，例如，应用在Ka波段，选择10瓦输出功率能力的主放大器。

主放大器与外部天线连接，主放大器放大处理到可供天线输出。

每两个主放大器的输出端连接一个波导，所述波导用于将接收的两路经放大处理的信号合成为一路中间信号传送到微波传输组件；

具体地，所述波导根据多极化微波发射装置应用的波段选择合适的波导，例如，应用在Ka波段，选择矩形波导即可实现。

所有波导均与所述微波传输组件连接，所述微波传输组件用于将所有中间信号合成为发射信号。

上述实施例提供的多极化微波发射装置，通过极化控制组件对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整，获得幅度和相位均不同的四路信号，连接器传送信号，主放大器进行放大，波导将两路信号合成为一路中间信号并传送，微波传输组件将所有中间信号矢量合成为发射信号，发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

可选地，作为本发明一个实施例，如图2所示，该实施例中极化控制组件包括功分器1和四个控制器；

所述功分器1用于对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号传送给对应的控制器；

具体地，功分器1将调制器调制后的信号或其他装置发出的信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号传送给对应的控制器。

一个控制器用于对一路信号的幅度和相位进行调整。

上述实施例中，通过功分器1对输入信号进行功率分配，分为四路信号，控制器对一路信号的幅度和相位进行调整，获得幅度和相位均不同的四路信号，为获得多极化的发射信号提供信号准备，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

具体地，该实施例中，所述一个控制器包括：

移相器2，与功分器1的一个信号支路连接，用于将该信号支路的信号进行一次相位调整；

该实施例中，移相器2只调整该信号支路的信号的相位，不调整幅度。

低噪声放大器4，与移相器2连接，用于对经一次相位调整的信号进行功率补偿；

该实施例中，低噪声放大器4进行功率补偿是因为功分器1和移相器21带来了衰减。

衰减器5，与低噪声放大器4连接，用于将经功率补偿的信号进行幅度调整；

该实施例中，衰减器5只调整该信号支路的信号的幅度，不调整相位，经过衰减器5后的信号的幅度和相位均已发生变化。

功率放大器6，与衰减器5连接，用于将经幅度调整的信号进行放大处理。

该实施例中，四个控制器中的每个功率放大器6对对应信号支路的信号的放大增益一致，将功率放大到能够驱动主放大器的水平。

上述实施例中，通过移相器2调整一路信号的相位，低噪声放大器4进行功率补偿，衰减器5调整一路信号的幅度，功率放大器6进行统一放大，获得幅度和相位均不同的四路信号，为获得多极化的发射信号提供信号准备，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

可选地，作为本发明一个实施例，所述控制器还包括：

相位选择开关3，连接于所述移相器2和低噪声放大器4之间，用于对经一次相位调整的信号进行二次相位调整。该实施例中，低噪声放大器4进行功率补偿是因为功分器1、移相器2和相位选择开关3带来了衰减。

上述实施例中，通过相位选择开关3对经一次相位调整的信号进行二次相位调整，实现对信号的相位进行精准调整，提高了相位的精度，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

可选地，作为本发明一个实施例，所述控制器还包括：

隔离器7，其输入端与功率放大器6连接，输出端与连接器连接，用于对功率放大器6进行隔离。

上述实施例中，通过隔离器7保护功率放大器6，防止信号从主放大器反向通过隔离器7进入功率放大器6，提高了控制器的安全性。

可选地，作为本发明一个实施例，所述微波传输组件包括两个铁氧体开关和正交模耦合器；一个铁氧体开关与一个波导连接，用于根据多极化微波发射装置的工作模式确定是否对中间信号进行衰减；所述正交模耦合器与两个铁氧体开关连接，用于将经过铁氧体开关的所有中间信号合成为发射信号。

该实施例中，多极化微波发射装置工作在高功率模式下，铁氧体开关处于导通状态，中间信号通过铁氧体开关，在正交模耦合器内矢量合成为发射信号；多极化微波发射装置工作在低功率模式下，铁氧体开关处于关闭状态，中间信号通过铁氧体开关，铁氧体开关此时具有隔离作用，信号发生衰减，在正交模耦合器内矢量合成为发射信号。

上述实施例中，通过铁氧体开关根据多极化微波发射装置的工作模式确定是否对中间信号进行衰减，正交模耦合器将经过铁氧体开关的所有中间信号矢量合成为发射信号，发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

可选地，作为本发明一个实施例，一种多极化微波发射装置还包括检波装置，与主放大器连接，并通过电缆与极化控制组件连接，所述检波装置用于检测主放大器的输出功率，并根据输出功率变化改变极化控制组件中的衰减器5，以进行负反馈调节。

该实施例中，所述检波装置根据多极化微波发射装置应用的波段选择合适的检波装置，以检验出主放大器的输出频率为基准。

上述实施例中，通过检波装置检测主放大器的输出功率，并根据输出频率变化改变极化控制组件中的衰减器5，以进行负反馈调节幅度，精确控制信号的幅度变化，提高了幅度改变的精度，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

如图3所示，本发明另一实施例提供的一种多极化微波发射装置中极化控制组件，所述多极化控制组件以应用于Ka波段为例进行说明，所述极化控制组件包括功分器1和四个控制器；

所述功分器1用于对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号传送给对应的控制器；

一个控制器用于对一路信号的幅度和相位进行调整。

该实施例中，四个控制器对四路信号的幅度和相位进行调整。

所述一个控制器包括：

移相器2，与功分器1的一个信号支路连接，用于将该信号支路的信号进行一次相位调整；

相位选择开关3，连接于所述移相器2和低噪声放大器4之间，用于对经一次相位调整的信号进行二次相位调整；

低噪声放大器4，与移相器2连接，用于对经一次相位调整的信号进行功率补偿；

衰减器5，与低噪声放大器4连接，用于将经功率补偿的信号进行幅度调整；

功率放大器6，与衰减器5连接，用于将经幅度调整的信号进行放大处理；

隔离器7，其输入端与功率放大器6连接，输出端与连接器连接，用于对功率放大器6进行隔离。

该实施例中，功分器1可为威尔金森功分器1，对输入信号进行功率分配，分为四路信号，将每路信号传送给对应的控制器，控制器对每路信号依次在移相器2进行相位调整，移相器2可为数控移相器2，在相位选择开关3进行二次相位调整，在低噪声放大器4进行功率补偿，在衰减器5进行幅度调整，衰减器5可为数控衰减器5，在功率放大器6进行放大处理，通过隔离器7将四路相位和幅度都发生变化的信号传送到连接器上，连接器可为高频连接器，应用在Ka波段时可采用射频模式的SMA，经过高频连接器一路信号传送到四个主放大器中一个主放大器进行放大处理，主放大器可为A类功率主放大器，A类功率主放大器与外部波段圆极化天线连接。多极化微波发射装置根据应用的波段选择合适的移相器2、相位选择开关3等。

上述实施例中，通过极化控制组件中的功分器1对输入信号进行功率分配，分为四路信号，功分器1将输入信号进行功率分配后的支路少无法进行多极化处理，信号支路过多极化精度无法提高，并通过移相器2进行一次相位调整，相位选择开关3进行二次相位调整，低噪声放大器4进行功率补偿，衰减器5进行幅度调整，功率放大器6进行放大，隔离器7进行隔离，实现对每路信号的幅度和相位进行调整，获得幅度和相位均不同的四路信号，连接器传送信号，主放大器进行放大。发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

如图4所示，本发明另一实施例提供的一种多极化微波发射装置中微波传输组件，所述微波传输组件包括两个铁氧体开关和正交模耦合器；

一个铁氧体开关与一个波导连接，用于根据多极化微波发射装置的工作模式确定是否对中间信号进行衰减；

所述正交模耦合器与两个铁氧体开关连接，用于将经过铁氧体开关的所有中间信号合成为发射信号。

该实施例中，所述A类功率主放大器放大的四路信号中两路进入一个波导，另外两路进入另一个波导，波导可为矩形波导，波导将经放大处理的两路信号合成为一路中间信号，两个波导将合成为两路中间信号分别传送给两个铁氧体开关，多极化微波发射装置工作在高功率模式下，两个铁氧体开关处于导通状态，两路中间信号通过铁氧体开关，在正交模耦合器内矢量合成为发射信号；多极化微波发射装置工作在低功率模式下，两个铁氧体开关处于关闭状态，两路中间信号通过铁氧体开关，铁氧体开关此时具有隔离作用，信号发生衰减，在正交模耦合器内矢量合成为发射信号。

上述实施例中，通过铁氧体开关根据多极化微波发射装置的工作模式确定是否对中间信号进行衰减，正交模耦合器将经过铁氧体开关的所有中间信号矢量合成为发射信号，发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

如图5所示，本发明实施例提供一种多极化微波发射方法，包括如下步骤：

S1，对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整；

S2，对经幅度和相位调整的每路信号进行传送；

S3，对接收的信号进行放大处理；

S4，将接收的两路经放大处理的信号合成为一路中间信号进行传送；

S5，将所有中间信号合成为发射信号。

上述实施例提供的多极化微波发射方法，通过对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并对每路信号的幅度和相位进行调整，获得幅度和相位均不同的四路信号，进行传送，进行放大处理，将两路信号合成为一路中间信号并传送，将所有中间信号矢量合成为发射信号，发射信号可以为线极化、左圆极化、右圆极化、左椭圆极化和右椭圆极化等多种极化方式，丰富了极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

可选地，作为本发明一个实施例，所述S1包括如下步骤：

S11，对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号进行传送；

S12，将分为四路信号中的每路信号进行一次相位调整；

S13，对经一次相位调整的信号进行功率补偿；

S14，将经功率补偿的信号进行幅度调整；

S15，将经幅度调整的信号进行放大处理。

上述实施例中，通过对输入信号进行功率分配，分为四路信号，并将每路信号进行传送，调整每路信号的相位，进行功率补偿，调整每路信号的幅度，进行统一放大，获得幅度和相位均不同的四路信号，为获得多极化的发射信号提供信号准备，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

可选地，作为本发明一个实施例，所述S12后还包括对经一次相位调整的信号进行二次相位调整的步骤。

上述实施例中，通过对经一次相位调整的信号进行二次相位调整，实现对信号的相位进行精准调整，提高了相位的精度，进而实现丰富的极化方式，电磁环境抗干扰能力强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。