【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數字相控陣的收發信號處理，具體涉及一種數字相控陣的多路空分信號并行收發方法。
技術介紹
1、相控陣發展經歷了模擬無源相控陣、模擬有源相控陣和數字相控陣三個階段。模擬無源相控陣采用集中式功率放大，其陣列方向圖形成不夠靈活，且系統穩健性較差；模擬有源相控陣的每個天線單元都連接獨立的t/r組件，采用分布式功率放大，系統更加穩健。模擬有源相控陣利用t/r組件中的數控移相器和數控衰減器直接控制模擬射頻信號的幅度和相位，從而形成指定的收發陣列方向圖。由于數控移相器在同一時刻無法對多路信號實現各自的移相量，數控衰減器在同一時刻無法對多路信號實現各自的衰減量，造成模擬有源相控陣無法并行接收來自不同方向的多路空分信號，也無法向不同方向并行發射多路空分信號。另外，受數控移相器的移相精度和數控衰減器的衰減精度限制，模擬有源相控陣收發方向圖的控制精度較低。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種數字相控陣的多路空分信號并行收發方法，其以數字相控陣為硬件基礎，利用多路空分信號并行接收方法，能夠并行接收來自不同方向的多路空分復數字基帶信號，利用多路空分信號并行發射方法，能夠向不同方向并行發射多路空分復數字基帶信號，且收發方向圖的控制精度高于模擬有源相控陣收發方向圖的控制精度。
2、一種數字相控陣，其技術方案為，數字相控陣采用射頻采樣數字相控陣或中頻采樣數字相控陣或基帶采樣數字相控陣，數字相控陣的每個天線單元通過雙工器分別連接一條下行鏈路和一條上行鏈路，每條下行鏈路包括依次連接的限幅器
3、若數字相控陣采用射頻采樣數字相控陣，射頻采樣數字相控陣的每個模擬射頻信號轉換器包括模數轉換器(adc)、數字正弦信號發生器、第一數字乘法器、第一有限脈沖響應(fir)低通濾波器(lpf)、第一抽取器、第二數字乘法器、第二fir?lpf、第二抽取器、復數字基帶信號合成器，在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個數字正弦信號發生器，adc輸入端與lna輸出的模擬射頻信號連接，adc的輸出端與第一數字乘法器的一個輸入端以及第二數字乘法器的一個輸入端連接，數字正弦信號發生器產生兩路相互正交的數字正弦信號，一路與第一數字乘法器的另一個輸入端連接，另一路與第二數字乘法器的另一個輸入端連接，第一數字乘法器的輸出端依次連接第一fir?lpf、第一抽取器、復數字基帶信號合成器的一個輸入端，第二數字乘法器的輸出端依次連接第二fir?lpf、第二抽取器、復數字基帶信號合成器的另一個輸入端，復數字基帶信號合成器的輸出端輸出復數字基帶接收信號；射頻采樣數字相控陣的每個復數字基帶發射信號轉換器包括第一數模轉換器(dac)、第一adc、第一數字乘法器、第二dac、第二adc、第二數字乘法器、數字正弦信號發生器、數字加法器、第三dac，在所有的復數字基帶發射信號轉換器中采用同一個數字正弦信號發生器，復數字基帶發射信號的實部信號依次連接第一dac、第一adc、第一數字乘法器，復數字基帶發射信號的虛部信號依次連接第二dac、第二adc、第二數字乘法器，數字正弦信號發生器產生兩路相互正交的數字正弦信號，一路與第一數字乘法器的另一個輸入端連接，另一路與第二數字乘法器的另一個輸入端連接，第一數字乘法器的輸出端與數字加法器的一個輸入端連接，第二數字乘法器的輸出端與數字加法器的另一個輸入端連接，數字加法器的輸出端與第三dac連接，第三dac的輸出端輸出模擬射頻信號；
4、若數字相控陣采用中頻采樣數字相控陣，中頻采樣數字相控陣的每個模擬射頻信號轉換器包括模擬乘法器、模擬正弦波發生器、模擬帶通濾波器(bpf)、adc、數字正弦信號發生器、第一數字乘法器、第一fir?lpf、第一抽取器、第二數字乘法器、第二fir?lpf、第二抽取器、復數字基帶信號合成器，在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個模擬正弦波發生器和同一個數字正弦信號發生器，模擬乘法器的一個輸入端與lna輸出的模擬射頻信號連接，另一個輸入端與模擬正弦波發生器的輸出端連接，模擬乘法器的輸出端依次連接模擬bpf、adc，adc的輸出端與第一數字乘法器的一個輸入端以及第二數字乘法器的一個輸入端連接，數字正弦信號發生器產生兩路相互正交的數字正弦信號，一路與第一數字乘法器的另一個輸入端連接，另一路與第二數字乘法器的另一個輸入端連接，第一數字乘法器的輸出端依次連接第一fir?lpf、第一抽取器、復數字基帶信號合成器的一個輸入端，第二數字乘法器的輸出端依次連接第二fir?lp?f、第二抽取器、復數字基帶信號合成器的另一個輸入端，復數字基帶信號合成器的輸出端輸出復數字基帶接收信號；中頻采樣數字相控陣的每個復數字基帶發射信號轉換器包括第一dac、第一adc、第一數字乘法器、第二dac、第二adc、第二數字乘法器、數字正弦信號發生器、數字加法器、第三dac、模擬乘法器、模擬正弦波發生器、模擬bpf，在所有的復數字基帶發射信號轉換器中采用同一個模擬正弦波發生器和同一個數字正弦信號發生器，復數字基帶發射信號的實部信號依次連接第一dac、第一adc、第一數字乘法器，復數字基帶發射信號的虛部信號依次連接第二dac、第二ad?c、第二數字乘法器，數字正弦信號發生器產生兩路相互正交的數字正弦信號，一路與第一數字乘法器的另一個輸入端連接，另一路與第二數字乘法器的另一個輸入端連接，第一數字乘法器的輸出端與數字加法器的一個輸入端連接，第二數字乘法器的輸出端與數字加法器的另一個輸入端連接，數字加法器的輸出端與第三dac連接，第三dac的輸出端依次連接模擬乘法器、模擬bpf，模擬正弦波發生器的輸出端與模擬乘法器的另一個輸入端連接，模擬bpf的輸出端輸出模擬射頻信號；
5、若數字相控陣采用基帶采樣數字相控陣，基帶采樣數字相控陣的每個模擬射頻信號轉換器包括第三模擬乘法器、第一模擬正弦波發生器、模擬bpf、第二模擬正弦波發生器、第一模擬乘法器、第一模擬lpf、第一adc、第二模擬乘法器、第二模擬lpf、第二adc、復數字基帶信號合成器，在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個第一模擬正弦波發生器和同一個第二模擬正弦波發生器，第三模擬乘法器的一個輸入端與lna輸出的模擬射頻信號連接，另一個輸入端與第一模擬正弦波發生器的輸出端連接，第三模擬乘法器的輸出端與模擬bpf的輸入端連接，模擬bpf的輸出端與第一模擬乘法器的一個輸入端以及第二模擬乘法器的一個輸入端連接，第二模擬正弦波發生器產生兩路相互正交的正弦波，一路與第一模擬乘法器的另一個輸入端連接，另一路與第二模擬乘法器的另一個輸入端連接，第一模擬乘法器的輸出端依次連接第一模擬lpf、第一adc、復數字基帶信號合成器的一個輸入端，第二模擬乘法器的輸出端依次連接第二模擬lpf、第二adc、復數字基帶信號合成器的另一個輸入端，復數字基帶信號合成器的輸出端輸出復數字基帶接收信號；基帶采樣數字相控陣的每個復數本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種數字相控陣，其特征在于，數字相控陣采用射頻采樣數字相控陣或中頻采樣數字相控陣或基帶采樣數字相控陣，數字相控陣的每個天線單元通過雙工器分別連接一條下行鏈路和一條上行鏈路，每條下行鏈路包括依次連接的限幅器、LNA、模擬射頻信號轉換器，所述限幅器的輸入端與所述雙工器的輸出端連接，每條上行鏈路包括依次連接的復數字基帶發射信號轉換器、功率放大器，所述功率放大器的輸出端與所述雙工器的輸入端連接；
2.一種多路空分信號并行接收方法，其特征在于，所述多路空分信號并行接收方法以權利要求1所述的數字相控陣為硬件基礎，數字相控陣的天線陣列采用一維直線陣列或一維共形陣列或二維平面陣列或二維共形陣列，數字相控陣的每條下行鏈路中的LNA輸出的模擬射頻信號經模擬射頻信號轉換器轉換為復數字基帶接收信號，各下行鏈路輸出的復數字基帶接收信號利用多路并行DBF接收信號處理算法并行計算出來自不同方向的多路空分復數字基帶信號，其具體如下：
3.根據權利要求2所述的多路空分信號并行接收方法，其特征在于，數字相控陣采用射頻采樣數字相控陣，射頻采樣數字相控陣的每條下行鏈路的信號處理方法如下：用n
4.根據權利要求2所述的多路空分信號并行接收方法，其特征在于，數字相控陣采用中頻采樣數字相控陣，中頻采樣數字相控陣的每條下行鏈路的信號處理方法如下：用n表示一維直線陣列或一維共形陣列或二維平面陣列或二維共形陣列的下行鏈路和天線單元序號，用表示第n條下行鏈路中的LNA輸出的模擬射頻信號，t代表連續時間自變量，用cos(2πf0t)表示所述模擬射頻信號的載波，用表示傳輸的模擬基帶調制信號，則在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個模擬正弦波發生器，該模擬正弦波發生器產生的模擬正弦波用表示，其中f1代表所述模擬正弦波的頻率；與經模擬乘法器相乘后得到的輸出信號用表示，經模擬BPF濾掉其中的高頻信號得到的模擬中頻信號用表示，則其中fi＝f0-f1代表所述模擬中頻信號的載波頻率；在所有的模擬射頻信號轉換器中ADC采用相同的抽樣時間間隔Ts，Ts的取值須滿足其中fm代表所述模擬中頻信號的最高截止頻率；經ADC得到的數字中頻信號用In(l)表示，則其中l代表離散時間自變量；在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個數字正弦信號發生器，該數字正弦信號發生器產生兩路相互正交的數字正弦信號一路用Oc(l)＝2cos(2πfiTsl)表示，另一路用Os(l)＝-2sin(2πfiTsl)表示；In(l)與Oc(l)經第一數字乘法器相乘后得到的輸出信號用An(l)表示，An(l)經第一FIR?LPF濾掉其中的高頻信號得到的輸出信號用Bn(l)表示，則In(l)與Os(l)經第二數字乘法器相乘后得到的輸出信號用Cn(l)表示，Cn(l)經第二FIR?LPF濾掉其中的高頻信號得到的輸出信號用Dn(l)表示，則在所有的模擬射頻信號轉換器中第一抽取器和第二抽取器采用相同的抽取間隔；Bn(l)經第一抽取器得到的實數字基帶信號用表示，則Dn(l)經第二抽取器得到的實數字基帶信號用表示，則其中S為整數代表所述抽取器的抽取間隔，S的取值須滿足的整數部分，fb代表所述模擬基帶調制信號的最高截...
【技術特征摘要】
1.一種數字相控陣，其特征在于，數字相控陣采用射頻采樣數字相控陣或中頻采樣數字相控陣或基帶采樣數字相控陣，數字相控陣的每個天線單元通過雙工器分別連接一條下行鏈路和一條上行鏈路，每條下行鏈路包括依次連接的限幅器、lna、模擬射頻信號轉換器，所述限幅器的輸入端與所述雙工器的輸出端連接，每條上行鏈路包括依次連接的復數字基帶發射信號轉換器、功率放大器，所述功率放大器的輸出端與所述雙工器的輸入端連接；
2.一種多路空分信號并行接收方法，其特征在于，所述多路空分信號并行接收方法以權利要求1所述的數字相控陣為硬件基礎，數字相控陣的天線陣列采用一維直線陣列或一維共形陣列或二維平面陣列或二維共形陣列，數字相控陣的每條下行鏈路中的lna輸出的模擬射頻信號經模擬射頻信號轉換器轉換為復數字基帶接收信號，各下行鏈路輸出的復數字基帶接收信號利用多路并行dbf接收信號處理算法并行計算出來自不同方向的多路空分復數字基帶信號，其具體如下：
3.根據權利要求2所述的多路空分信號并行接收方法，其特征在于，數字相控陣采用射頻采樣數字相控陣，射頻采樣數字相控陣的每條下行鏈路的信號處理方法如下：用n表示一維直線陣列或一維共形陣列或二維平面陣列或二維共形陣列的下行鏈路和天線單元序號，用表示第n條下行鏈路中的lna輸出的模擬射頻信號，t代表連續時間自變量，用cos(2πf0t)表示所述模擬射頻信號的載波，用表示傳輸的模擬基帶調制信號，則在所有的模擬射頻信號轉換器中adc采用相同的抽樣時間間隔ts，ts的取值須滿足其中fm代表所述模擬射頻信號的最高截止頻率；經adc得到的數字射頻信號用sn(l)表示，則其中l代表離散時間自變量；在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個數字正弦信號發生器，該數字正弦信號發生器產生兩路相互正交的數字正弦信號，一路用oc(l)＝2cos(2πf0tsl)表示，另一路用os(l)＝-2sin(2πf0tsl)表示；sn(l)與oc(l)經第一數字乘法器相乘后得到的輸出信號用an(l)表示，an(l)經第一fir?lpf濾掉其中的高頻信號得到的輸出信號用bn(l)表示，則sn(l)與os(l)經第二數字乘法器相乘后得到的輸出信號用cn(l)表示，cn(l)經第二fir?lpf濾掉其中的高頻信號得到的輸出信號用dn(l)表示，則在所有的模擬射頻信號轉換器中第一抽取器和第二抽取器采用相同的抽取間隔；bn(l)經第一抽取器得到的實數字基帶信號用表示，則dn(l)經第二抽取器得到的實數字基帶信號用表示，則其中s為整數代表所述抽取器的抽取間隔，s的取值須滿足的整數部分，fb代表所述模擬基帶調制信號的最高截止頻率；和經復數字基帶信號合成器得到則為第n條下行鏈路輸出的復數字基帶接收信號。
4.根據權利要求2所述的多路空分信號并行接收方法，其特征在于，數字相控陣采用中頻采樣數字相控陣，中頻采樣數字相控陣的每條下行鏈路的信號處理方法如下：用n表示一維直線陣列或一維共形陣列或二維平面陣列或二維共形陣列的下行鏈路和天線單元序號，用表示第n條下行鏈路中的lna輸出的模擬射頻信號，t代表連續時間自變量，用cos(2πf0t)表示所述模擬射頻信號的載波，用表示傳輸的模擬基帶調制信號，則在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個模擬正弦波發生器，該模擬正弦波發生器產生的模擬正弦波用表示，其中f1代表所述模擬正弦波的頻率；與經模擬乘法器相乘后得到的輸出信號用表示，經模擬bpf濾掉其中的高頻信號得到的模擬中頻信號用表示，則其中fi＝f0-f1代表所述模擬中頻信號的載波頻率；在所有的模擬射頻信號轉換器中adc采用相同的抽樣時間間隔ts，ts的取值須滿足其中fm代表所述模擬中頻信號的最高截止頻率；經adc得到的數字中頻信號用in(l)表示，則其中l代表離散時間自變量；在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個數字正弦信號發生器，該數字正弦信號發生器產生兩路相互正交的數字正弦信號一路用oc(l)＝2cos(2πfitsl)表示，另一路用os(l)＝-2sin(2πfitsl)表示；in(l)與oc(l)經第一數字乘法器相乘后得到的輸出信號用an(l)表示，an(l)經第一fir?lpf濾掉其中的高頻信號得到的輸出信號用bn(l)表示，則in(l)與os(l)經第二數字乘法器相乘后得到的輸出信號用cn(l)表示，cn(l)經第二fir?lpf濾掉其中的高頻信號得到的輸出信號用dn(l)表示，則在所有的模擬射頻信號轉換器中第一抽取器和第二抽取器采用相同的抽取間隔；bn(l)經第一抽取器得到的實數字基帶信號用表示，則dn(l)經第二抽取器得到的實數字基帶信號用表示，則其中s為整數代表所述抽取器的抽取間隔，s的取值須滿足的整數部分，fb代表所述模擬基帶調制信號的最高截止頻率；和經復數字基帶信號合成器得到則為第n條下行鏈路輸出的復數字基帶接收信號。
5.根據權利要求2所述的多路空分信號并行接收方法，其特征在于，數字相控陣采用基帶采樣數字相控陣，基帶采樣數字相控陣的每條下行鏈路的信號處理方法如下：用n表示一維直線陣列或一維共形陣列或二維平面陣列或二維共形陣列的下行鏈路和天線單元序號，用表示第n條下行鏈路中的lna輸出的模擬射頻信號，t代表連續時間自變量，用cos(2πf0t)表示所述模擬射頻信號的載波，用表示傳輸的模擬基帶調制信號，則在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個第一模擬正弦波發生器，該模擬正弦波發生器產生的模擬正弦波用表示，其中f1代表所述模擬正弦波的頻率；與經第三模擬乘法器相乘后得到的輸出信號用表示，經模擬bpf濾掉其中的高頻信號得到的模擬中頻信號用表示，則其中fi＝f0-f1代表所述模擬中頻信號的載波頻率；在所有的模擬射頻信號轉換器中采用同一個第二模擬正弦波發生器，該模擬正弦波發生器產生兩路相互正交的模擬正弦波，一路用oc(t)＝2cos(2πfit)表示，另一路用os(t)＝-2sin(2πfit)表示；與oc(t)經第一模擬乘法器相乘后得到的輸出信號用an(t)表示，an(t)經第一模擬lpf濾掉其中的高頻信號得到的模擬基帶信號用bn(t)表示，則與os(t)經第二模擬乘法器相乘后得到的輸出信號用cn(t)表示，cn(t)經第二模擬lpf濾掉其中的高頻信號得到的模擬基帶信號用dn(t)表示，則在所有的模擬射頻信號轉換器中第一adc和第二adc采...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜永權，
申請(專利權)人：廣東格林精密部件股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。