一種分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)復(fù)雜度高、穩(wěn)定性差、實(shí)現(xiàn)不便等問(wèn)題。分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于，包括：配置有多根天線的發(fā)射端，配置有一根天線的接收端，I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào)整單元，射頻調(diào)制單元，濾波器單元，以及功率放大器單元；每根所述發(fā)射端的天線對(duì)應(yīng)一條發(fā)射支路，發(fā)射信號(hào)依次通過(guò)I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào)整單元、射頻調(diào)制單元、濾波器單元以及功率放大器單元處理后發(fā)射。新型的單天線循環(huán)優(yōu)化調(diào)整方式，使得各個(gè)天線的I/Q分量依次進(jìn)行調(diào)整，降低了調(diào)整的復(fù)雜度。本實(shí)用新型具有系統(tǒng)復(fù)雜度低、穩(wěn)定性高、可實(shí)現(xiàn)性高、波束形成收斂速度快等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
-種分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及天線發(fā)射波束形成技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是設(shè)及一種分程式分布 天線發(fā)射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了使得在地理位置上離散分布的發(fā)射天線所組成的虛擬天線陣列能與遠(yuǎn)處的 接收機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定可靠的通信，其中核屯、技術(shù)點(diǎn)是虛擬天線陣列中各發(fā)射天線的射頻信號(hào)在 接收端實(shí)現(xiàn)相位一致。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)虛擬天線陣列中各發(fā)射天線的射頻信號(hào)在接收端實(shí)現(xiàn)相位一 致的技術(shù)方案是采用反饋隨機(jī)擾動(dòng)方法，具體的說(shuō):首先，在分布式虛擬天線陣列的所有發(fā) 射天線上加上一組射頻信號(hào)的隨機(jī)擾動(dòng)相位值;然后，發(fā)射端的所有發(fā)射天線同時(shí)發(fā)射同 一頻率但相位不同的射頻信號(hào)到接收端;接收端在收到信號(hào)后，反饋一位二進(jìn)制信息給發(fā) 射端，指示接收信號(hào)強(qiáng)度是增加還是減小。發(fā)射端的發(fā)射天線由此決定是否保留本次發(fā)射 天線節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)擾動(dòng)相位值，如果接收信號(hào)強(qiáng)度增加，則保留現(xiàn)有擾動(dòng)相位值，并在此基礎(chǔ) 上繼續(xù)再添加一組新的隨機(jī)擾動(dòng)相位值進(jìn)行新一輪調(diào)整，再發(fā)射信號(hào)；如果接收信號(hào)強(qiáng)度 減小，則忽略本次的擾動(dòng)相位值，返回到上一輪的相位值，然后重新加一組新的隨機(jī)擾動(dòng)相 位值開(kāi)始下一輪調(diào)整，再發(fā)射信號(hào)。如此持續(xù)下去，就在接收機(jī)端實(shí)現(xiàn)接收到的各發(fā)射天線 射頻信號(hào)相位基本一致，使接收信號(hào)的強(qiáng)度極大的增強(qiáng)，即在接收端方向?qū)崿F(xiàn)發(fā)射波束形 成。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)如下：（1)由于隨機(jī)擾動(dòng)相位過(guò)程需要經(jīng)歷反復(fù)的調(diào)整，才能 使各發(fā)射天線信號(hào)在接收機(jī)端實(shí)現(xiàn)相位一致，其間不斷丟棄無(wú)效的相位調(diào)整值，導(dǎo)致調(diào)整 時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，發(fā)射波束的收斂速度較慢。（2)由于每一次隨機(jī)擾動(dòng)相位都在所有的發(fā)射天線上 進(jìn)行變動(dòng)，因此處理工作量大，對(duì)處理器要求較高，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度及成本。（3)發(fā)射天 線數(shù)量越多，發(fā)射波束收斂速度越慢。（4)由于隨機(jī)擾動(dòng)相位過(guò)程在射頻信號(hào)上進(jìn)行，高頻 元器件往往存在穩(wěn)定性差，調(diào)整難度大的問(wèn)題，容易導(dǎo)致系統(tǒng)性能低劣、可實(shí)現(xiàn)性差等缺 陷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種系統(tǒng)復(fù)雜度低、穩(wěn)定性高、波束形 成收斂速度快的分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，包括:配置有多根天線的發(fā)射端，配置有一根天線 的接收端，I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào)整單元，射頻調(diào)制單元，濾波器單元，W及功率放大器單元;每根 所述發(fā)射端的天線對(duì)應(yīng)一條發(fā)射支路，發(fā)射信號(hào)依次通過(guò)I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào)整單元、射頻調(diào)制 單元、濾波器單元W及功率放大器單元處理后發(fā)射。
[000引進(jìn)一步的，所述I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào)整單元為I/Q調(diào)制器。
[0009] 進(jìn)一步的，所述射頻調(diào)制單元為射頻調(diào)制器。
[0010] 進(jìn)一步的，所述濾波器單元為濾波器。
[0011] 進(jìn)一步的，所述功率放大器單元為功率放大器。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0013] (1)本實(shí)用新型引入了結(jié)合基帶調(diào)整的分程思想，采用了單天線循環(huán)優(yōu)化調(diào)整方 式，每根發(fā)射天線對(duì)應(yīng)一條發(fā)射支路，更新基帶信號(hào)的I/Q幅值，即每次調(diào)整更新只在單個(gè) 發(fā)射天線上進(jìn)行，調(diào)整完畢后，轉(zhuǎn)向下一個(gè)發(fā)射天線繼續(xù)調(diào)整，調(diào)整更新過(guò)程依次循環(huán)推 進(jìn)，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有系統(tǒng)復(fù)雜度低、穩(wěn)定性高、可實(shí)現(xiàn)性高、波束形成收斂 速度快等優(yōu)點(diǎn)。
[0014] (2)本實(shí)用新型將復(fù)雜的多天線調(diào)整更新過(guò)程被分解為簡(jiǎn)單的單天線調(diào)整更新過(guò) 程，使系統(tǒng)處理復(fù)雜度大幅度降低，天線數(shù)量越多，本實(shí)用新型在收斂速度及復(fù)雜度方面的 優(yōu)勢(shì)越明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為分布式多發(fā)射天線系統(tǒng)。
[0016] 圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理框圖。
[0017] 圖3為一個(gè)兩發(fā)射天線系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于 下列實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例
[0020] 如圖1、2所示，其是一個(gè)具有多個(gè)在地理位置上離散分布的發(fā)射天線的無(wú)線通信 系統(tǒng)，即發(fā)射端配置多根天線，接收端配置一根天線。圖1中，Τη(η = 0，1，......，Ν-1)表示 第η根發(fā)射天線?；谏鲜鱿到y(tǒng)，本實(shí)施例提供了一個(gè)在基帶信號(hào)上對(duì)同向及正交分量I/Q 幅值進(jìn)行單天線循環(huán)優(yōu)化調(diào)整、更新的技術(shù)方案，該技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)原理如下:在發(fā)射端通過(guò) 基帶信號(hào)處理與優(yōu)化調(diào)整實(shí)現(xiàn)在接收端的各路射頻信號(hào)相位一致，使接收端的接收信號(hào)強(qiáng) 度優(yōu)化增強(qiáng)，在接收端方向?qū)崿F(xiàn)波束形成。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本實(shí)施例采用了基帶信號(hào)處理手段，而不是在射頻或高頻 段上直接操作，最終實(shí)現(xiàn)各路射頻信號(hào)相位對(duì)齊，形成發(fā)射波束，由于基帶信號(hào)處理穩(wěn)定可 靠，容易實(shí)現(xiàn)，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好、可實(shí)現(xiàn)性更高。
[0022] 現(xiàn)有技術(shù)每次都需在所有發(fā)射天線上同時(shí)調(diào)整更新，本實(shí)施例與之不同的是，本 實(shí)施例引入了結(jié)合基帶調(diào)整的分程思想，采用了新型的單天線循環(huán)優(yōu)化調(diào)整方式，更新基 帶信號(hào)的I/Q幅值，即每次調(diào)整更新只在單個(gè)發(fā)射天線上進(jìn)行，調(diào)整更新過(guò)程依次循環(huán)推 進(jìn)。本實(shí)施例通過(guò)上述技術(shù)手段將復(fù)雜的多天線調(diào)整更新過(guò)程被分解為簡(jiǎn)單的單天線調(diào)整 更新過(guò)程，從而使得系統(tǒng)處理復(fù)雜度大幅度降低，因此縮短了更新時(shí)間，加快了收斂速度。
[0023] 如圖3所示，W-個(gè)兩發(fā)射天線系統(tǒng)為例，本系統(tǒng)包括一個(gè)輸入基帶信號(hào)s(t)，兩 個(gè)并行的發(fā)射支路，每個(gè)發(fā)射支路對(duì)應(yīng)一根發(fā)射天線。在每一發(fā)射支路，信號(hào)s(t)首先經(jīng)乘 法器與確定的系數(shù)-節(jié)"(/〇 :，命"|(/、-)(/?=化1)分別相乘，得到1及9兩個(gè)基帶信號(hào)分量;然 后再與由振蕩器產(chǎn)生的高頻信號(hào)cos2時(shí)ct，sin2灶ct相乘(fc是載波頻率），得到兩個(gè)調(diào)制信 號(hào) 1):;加法器將兩者相加后得到一路 信 I'J.，叩片(〇 = 4"、（/〇'、.('）WS 2/T./;,' + /皆'（/' ) v(/)sii, 2了/;/ (打二0，1),絲濾波器及功率放 大器后由天線發(fā)射出去。其中，4"i(&)，4r(*)遵從關(guān)系:4。佩=^/l-聲佩\
[0024] 優(yōu)化節(jié)"(·/〇，命"|(/〇取值，因而保證兩發(fā)射支路所發(fā)射的信號(hào)能在接收端相位 一致，即在接收端方向?qū)崿F(xiàn)波束形成?！す?jié)'i(/〇，'屯"'(/、0的調(diào)整更新過(guò)程分步進(jìn)行，每一次 只在一根天線上調(diào)整，然后轉(zhuǎn)向下一根天線，循環(huán)進(jìn)行。上述優(yōu)化過(guò)程持續(xù)進(jìn)行，所得到的 <'>(/〇，4;"(Α-)(ηΚ), 1)優(yōu)化值即可在接收端方向產(chǎn)生發(fā)射波束。
[0025] 按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。值得說(shuō)明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理 的前提下，為解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，即使在本實(shí)用新型所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無(wú) 實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤(rùn)色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本實(shí)用新型一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于，包括:配置有多根天線的發(fā)射端，配置 有一根天線的接收端，I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào)整單元，射頻調(diào)制單元，濾波器單元，以及功率放大器 單元;每根所述發(fā)射端的天線對(duì)應(yīng)一條發(fā)射支路，發(fā)射信號(hào)依次通過(guò)I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào)整單 元、射頻調(diào)制單元、濾波器單元以及功率放大器單元處理后發(fā)射。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于，所述I/Q分量?jī)?yōu)化調(diào) 整單元為I/Q調(diào)制器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻調(diào)制單元為 射頻調(diào)制器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器單元為濾 波器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分程式分布天線發(fā)射系統(tǒng)，其特征在于，所述功率放大器單元 為功率放大器。
【文檔編號(hào)】H04B7/06GK205430240SQ201620240763
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】周淵平, 范永勝
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)