一种具备干扰消除能力的相控阵接收机前端架构的制作方法

本发明涉及射频移相型相控阵接收机领域，具体涉及一种具备干扰消除能力的相控阵接收机前端架构。

背景技术：

1、对于射频移相型相控阵接收机，在多通道时，主瓣宽度可以做到很窄，但是当射频移相型相控阵接收机接收到高功率干扰信号后，在保持主瓣方向不变的条件下相控阵的零点难以调节。因此当方向图的非零点位置，尤其是副瓣方向上的位置存在高功率干扰信号时，放大器会将高功率干扰信号放大输送到后级电路，进而导致后级电路饱和，此时射频移相型相控阵接收机无法正常工作，后续的信号处理也无法正常进行。因此对射频移相型相控阵接收机接收到的高功率干扰信号进行抑制十分重要。

2、现有技术提供了一种仅相位控制的相控阵架构，该相控阵架构在天线接收后同时接两个电路实现一致的通道，并且只需要进行相位控制即可实现干扰消除的目的，如图1所示。但仅相位控制的相控阵架构存在以下问题：

3、(1)仅相位控制的相控阵架构难以解决干扰信号过强使得后级电路出现饱和的问题，只能衰减输入功率，进而将改变主瓣增益

4、(2)现有相控阵架构无法适应多方向干扰场景；

5、(3)现有相控阵架构无法叠加已有的算法方法，无法通过数学求解的方法来控制电路的vga、ps等电路结构的状态；

6、(4)现有相控阵架构由于输入时需要额外的功率分配模块，会产生较大的噪声。

7、现有技术提供了另外一种依赖主通道幅度控制的相控阵架构，这种依赖主通道幅度控制的相控阵架构接收机需要在前端链路增加幅度控制模块，利用算法优化得到不同通道间特定幅度控制方式组合，以衰减特定方向的信号功率，如图2所示。但依赖主通道幅度控制的相控阵架构存在以下问题：

8、(1)依赖主通道幅度控制的相控阵架构难以解决干扰信号过强使得后级电路出现饱和的问题，只能衰减输入功率，进而将降低主瓣增益

9、(2)现有的依赖主通道幅度控制的相控阵架构原理上会降低主瓣增益；

10、(3)现有的依赖主通道幅度控制的相控阵架构依赖主通道幅度控制电路，会严重增加相控阵系统的功耗。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种具备干扰消除能力的相控阵接收机前端架构，能在主瓣方向和主瓣增益不变的情况下，定向消除高功率干扰信号以保护后级电路不饱和。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种具备干扰消除能力的相控阵接收机前端架构，包括可叠加的三通道拓扑结构，以及功率合成单元；

4、三通道拓扑结构的第一输入端口和第二输入端口均作为系统输入端口，三通道拓扑结构的第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口均连接功率合成单元；三通道拓扑结构用于接收第一输入信号和第二输入信号，根据第一输入信号和第二输入信号产生第一输出信号、第二输出信号和干扰抑制信号，并将第一输出信号、第二输出信号和干扰抑制信号传输至功率合成单元；

5、功率合成单元的输入端口连接三通道拓扑结构的第一输出端口、第二输出端口和第三输出端口，功率合成单元的输出端口连接后级电路；功率合成单元用于接收三通道拓扑结构传输的第一输出信号、第二输出信号和干扰抑制信号，对第一输出信号、第二输出信号和干扰抑制信号进行矢量相加以产生消除干扰信号的输出信号，并将消除干扰信号的输出信号传输至后级电路。

6、进一步地，三通道拓扑结构包括第一主路单元、第二主路单元和辅路单元；

7、第一主路单元的输入端口作为三通道拓扑结构的第一输入端口，第一主路单元的输出端口作为三通道拓扑结构的第一输出端口且同时连接辅路单元的第一输入端口和功率合成单元的输入端口；第一主路单元用于接收第一输入信号，根据第一输入信号产生第一输出信号，并将第一输出信号传输至辅路单元和功率合成单元；

8、第二主路单元的输入端口作为三通道拓扑结构的第二输入端口，第二主路单元的输出端口作为三通道拓扑结构的第二输出端口且同时连接辅路单元的第二输入端口和功率合成单元的输入端口；第二主路单元用于接收第二输入信号，根据第二输入信号产生第二输出信号，并将第二输出信号传输至辅路单元和功率合成单元；

9、辅路单元的第一输入端口连接第一主路单元的输出端口，辅路单元的第二输入端口连接第二主路单元的输出端口，辅路单元的输出端口作为三通道拓扑结构的第三输出端口连接功率合成单元；辅路单元用于接收第一主路单元传输的第一输出信号和第二主路单元传输的第二输出信号，根据第一输出信号和第二输出信号产生干扰抑制信号，并将干扰抑制信号传输至功率合成单元。

10、进一步地，第一主路单元包括第一信号放大器和第一移相调制模块；

11、第一信号放大器的一端作为三通道拓扑结构的第一输入端口，第一信号放大器的另一端连接第一移相调制模块；第一信号放大器用于接收第一输入信号，对第一输入信号进行放大，并将放大后的第一输入信号传输至第一移相调制模块；

12、第一移相调制模块的一端连接第一信号放大器模块，第一移相调制模块的另一端同时连接辅路单元的第一输入端口和功率合成单元的输入端口；第一移相调制模块用于接收放大后的第一输入信号，对放大后的第一输入信号进行波束对准和相位矫正以产生第一输出信号，并将第一输出信号传输至辅路单元和功率合成单元。

13、进一步地，第二主路单元包括第二信号放大器和第二移相调制模块；

14、第二信号放大器的一端作为三通道拓扑结构的第二输入端口，第二信号放大器的另一端连接第二移相调制模块；第二信号放大器用于接收第二输入信号，对第二输入信号进行放大，并将放大后的第二输入信号传输至第二移相调制模块；

15、第二移相调制模块的一端连接第二信号放大器模块，第二移相调制模块的另一端同时连接辅路单元的第二输入端口和功率合成单元的输入端口；第二移相调制模块用于接收放大后的第二输入信号，对放大后的第二输入信号进行波束对准和相位矫正以产生第二输出信号，并将第二输出信号传输至辅路单元和功率合成单元。

16、进一步地，辅路单元包括第一耦合器、第二耦合器、减法器和幅相控制模块；

17、第一耦合器的一端连接第一主路单元的输出端口，第一耦合器的另一端连接减法器的第一输入端口；第一耦合器用于接收第一输出信号，利用耦合原理提取第一输出信号，并将提取的第一输出信号传输至减法器；

18、第二耦合器的一端连接第二主路单元的输出端口，第二耦合器的另一端连接减法器的第二输入端口；第二耦合器用于接收第二输出信号，利用耦合原理提取第二输出信号，并将提取的第二输出信号传输至减法器；

19、减法器的第一输入端口连接第一耦合器，减法器的第二输入端口连接第二耦合器，减法器的输出端口连接幅相控制模块；减法器用于接收第一耦合器提取的第一输出信号和第二耦合器提取的第二输出信号，将第一耦合器提取的第一输出信号和第二耦合器提取的第二输出信号进行矢量相减以提取干扰信号，并将干扰信号输出至幅相控制模块；

20、幅相控制模块的一端连接减法器，幅相控制模块的另一端连接功率合成单元的输入端口；幅相控制模块用于接收减法器输出的干扰信号，根据干扰信号产生干扰抑制信号，并将干扰抑制信号传输至功率合成单元。

21、进一步地，幅相控制模块根据干扰信号，调整辅路单元的幅度控制信号和相位控制信号以产生干扰抑制信号。

22、进一步地，通过在相控阵接收机前端架构中选择性叠加三通道拓扑结构以消除不同方向的干扰信号。

23、进一步地，叠加三通道拓扑结构以消除不同方向的干扰信号具体为：当存在多方向的干扰信号时，相控阵接收机前端架构需设置两个以上的主路单元以及一个以上的辅路单元；选择相邻两个主路单元且在二者间设置一个辅路单元以形成三通道拓扑结构，并将设置的三通道拓扑结构叠加到已有的相控阵接收机前端架构上；叠加的三通道拓扑结构中的辅路单元控制状态不同，通过协同控制以消除不同方向的干扰信号。

24、本发明的有益效果为：

25、(1)本发明通过将辅路单元与两个主路单元进行设定的连接，能在主瓣方向和主瓣增益不变的情况下，定向消除高功率干扰信号，起到消除后级电路不饱和的效果，进而确保后级电路可以正常工作；

26、(2)本发明通过选择性叠加三通道拓扑结构以消除不同方向的干扰信号，使得该相控阵架构具有很强的灵活性，能适应多方向干扰场景；

27、(3)本发明通过在第一主路单元和第二主路单元中均不需要增加幅度调制模块，有效降低系统功耗；

28、(4)本发明整体结构中不需要额外的输入端的功率分配模块，能避免产生较大的噪声。