一种空间功率合成自适应幅相校准方法

摘要

一种空间功率合成自适应幅相校准方法，针对微波能量传输系统中空间功率合成时各路幅相误差对于功率合成波束指向精度、合成效率的影响问题，首先通过接收导引信号确定接收端所在位置，并使功率合成波束自适应的对准接收端，然后通过各发射天线发送编码信号，信号在各个所需的目标方向处接收并作检测。将接收到的各个发射天线的信号联合求解得到各个通道的幅度和相位的估计值，再与理论设计值比较得到校正因子并反馈到功率合成端达到校准的目的。本发明方法不需要参考通道的信息，可以同时对多个所需的目标方向进行校准，也可以在工作时对单个目标方向进行跟踪校准，减少了对系统正常工作时间的占用。

主权项

一种空间功率合成自适应幅相校准方法，其特征在于步骤如下：(1)将接收端置于空间功率合成发射端天线远场的第k个所需位置，由接收端天线向空间功率合成发射端发送频率为f的导引信号；(2)空间功率合成发射端的N个发射天线分别接收导引信号，将导引信号与频率为2f的同一个本振信号混频，由此得到频率为f的发射信号，且各天线发射信号之间的相位差均为△φ_k，使得功率合成后的发射波束指向接收端的方向自适应跟踪第k个所需位置；N为不小于空间功率合成路数的偶数；(3)根据各发射信号的相位差△φ_k，通过公式计算得到接收端所在位置的方位角θ_k，其中d为相邻两个发射天线之间的间距，λ为发射信号的波长；(4)将N个发射信号分别进行编码，并将编码后的信号通过N个经指向自适应调整后的发射天线向接收端发送，接收端天线对信号进行接收；所述的编码为N阶Hadamard矩阵编码；(5)在接收端将接收到的N个信号进行解码后组成方程组，通过解方程组的形式得到N个发射天线的幅相误差，所述的方程组为：$\left\{\begin{array}{c}T\left(1\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}g(1,n)x_1\left(n\right)e(1,n)\\ T\left(2\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}g(2,n)x_2\left(n\right)e(2,n)\\ .\\ .\\ .\\ T\left(m\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}g(k,n)x_k\left(n\right)e(k,n)\\ .\\ .\\ .\\ T\left(N\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}g(N,n)x_N\left(n\right)e(N,n)\end{array}\right.$其中，m＝1、2、3...N，y(k)为接收端在第k个所需位置接收到的信号，H^‑1(m，k)为矩阵H^‑1的第m行第k列的元素，矩阵H^‑1为编码矩阵的逆矩阵，g(k，n)为空间功率合成波束指向θ_k时第n个合成通道幅度和相位信息的复增益理论设计值，e(k，n)为空间功率合成波束指向θ_k时第n个合成通道的幅相误差；(6)将步骤(5)得到的各发射天线的幅相误差从接收端反馈至空间功率合成发射端的相应的发射天线，对发射天线的幅相误差进行校准。