CN113726373B - 一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统，所述系统包括基站电路与终端电路；基站电路包括双波段正交混合耦合器、双波段双线极化天线；终端电路包括双波段双线极化天线、双波段正交混合耦合器；基站电路中双波段正交混合耦合器直通、耦合端口分别连接双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；终端电路中双波段双线极化天线垂直、水平极化端口分别接双波段正交混合耦合器输入、隔离端口；从而实现基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口至终端电路中双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输以及基站电路中双波段正交混合耦合器隔离端口至终端电路中双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，保证了空间传输效率。

Description

一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统
技术领域
本发明涉及无线功率传输系统，特别涉及一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统。
背景技术
无线功率和信息通过线极化天线传输过程中均存在极化偏转问题，难保证空间传输效率，因此，需通过特殊电路满足极化非敏感无线功率和信息协同传输系统需求。
发明内容
基于上述问题，本发明提出一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统。
本发明提供如下技术方案：
基站电路包括第一双波段正交混合耦合器、第一双波段双线极化天线；所述第一双波段正交混合耦合器直通、耦合端口分别连接双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；
终端电路包括第二双波段双线极化天线、第二双波段正交混合耦合器；所述第二双波段双线极化天线垂直、水平极化端口分别连接第二双波段正交混合耦合器输入、隔离端口；
第一双波段正交混合耦合器输入端口至第二双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，或第一双波段正交混合耦合器隔离端口至第二双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输。
进一步地，所述第一、第二双波段正交混合耦合器、第一、第二双波段双线极化天线均为双波段。
进一步地，所述系统执行以下步骤：
步骤1)：基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口激励功率/信息经耦合器分配至基站电路中双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；终端电路中双波段双线极化天线接收源自基站电路中双波段正交耦合器输入端口功率/信息，传输至终端电路中双线极化天线垂直、水平极化端口，经终端电路中双波段正交混合耦合器传输至耦合端口，实现极化非敏感无线功率和信息系统传输。
步骤2)：基站电路中双波段正交混合耦合器隔离端口激励功率/信息经耦合器分配至基站电路中双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；终端电路中双波段双线极化天线接收源自基站电路中双波段正交耦合器隔离端口功率/信息，传输至终端电路中双线极化天线垂直、水平极化端口，经终端电路中双波段正交混合耦合器传输至直通端口，实现极化非敏感无线功率和信息系统传输。
进一步地，任意极化偏转角度下，均可实现第一双波段正交混合耦合器输入端口至第二双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，或第一双波段正交混合耦合器隔离端口至第二双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输。
本发明公开一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统，所述系统包括基站电路与终端电路；基站电路包括双波段正交混合耦合器、双波段双线极化天线；终端电路包括双波段双线极化天线、双波段正交混合耦合器；基站电路中双波段正交混合耦合器直通、耦合端口分别连接双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；终端电路中双波段双线极化天线垂直、水平极化端口分别接双波段正交混合耦合器输入、隔离端口；从而实现基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口至终端电路中双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，或基站电路中双波段正交混合耦合器隔离端口至终端电路中双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，保证了空间传输效率。
附图说明
附图1为基站电路结构图；
附图2为终端电路结构图；
附图3为第一双波段正交混合耦合器输入端口至第二双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输系统示意图；或者第一双波段正交混合耦合器隔离端口至第二双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输系统示意图；
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
附图1所示为基站电路，包括双波段正交混合耦合器、双波段双线极化天线，双波段正交混合耦合器耦合特性可通过四端口散射参数矩阵表示，如公式(1)所示。当双波段正交混合耦合器输入端口激励双波段功率/信息时，将被等分传输至直通、耦合端口，进而作为双波段双线极化天线垂直、水平极化端口输入功率/信息。
附图3所示为基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口至终端电路中双波段正交混合耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输系统示意图。假设双波段功率/信息为
VIN＝VS(cosω1t+cosω2t) (2)
因此，传输至基站电路中双波段正交混合耦合器直通、耦合端口处双波段功率/信息可通过公式(1)所示正交混合耦合器四端口散射参数矩阵计算得到，如公式(3)、(4)所示。
假设基站电路中双波段双线极化天线至终端电路中双波段双线极化天线间传输系数为κ、基站电路中双波段双线极化天线与终端电路中双波段双线极化天线垂直极化方向极化偏转角度为φ，因此，终端电路中双波段正交混合耦合器输入、隔离端口接收双波段功率/信息可计算为公式(5)、(6)。
再次参考双波段正交混合耦合器耦合特性，公式(1)所示。进而可求得公式(5)、(6)传输至终端电路中双波段正交混合耦合器直通、隔离端口处功率/信息，如公式(7)、(8)所示。
化简可得到公式(9)、(10)。
V'DIR＝0 (9)
V'COU＝κ(i-1)VS cosω0t (10)
结合附图3与公式(9)、(10)，从而实现基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口至终端电路中双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输。
因正交耦合器输入端口与隔离端口、直通端口与耦合端口互易性，基站电路中双波段正交混合耦合器隔离端口至终端电路中双波段正交耦合器直通端口同样可实现极化非敏感无线功率和信息协同传输，系统示意图如附图3所示。
由于正交混合耦合器对称性与互易性特点，即输入端口与隔离端口具有相同属性、直通端口与耦合端口具有相同属性，从而可以实现基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口至终端电路中双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，或基站电路中双波段正交混合耦合器隔离端口至终端电路中双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，因此两种协同传输共用附图3表述电路结构。
本发明公开一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统，所述系统包括基站电路与终端电路；基站电路包括双波段正交混合耦合器、双波段双线极化天线；终端电路包括双波段双线极化天线、双波段正交混合耦合器；基站电路中双波段正交混合耦合器直通、耦合端口分别连接双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；终端电路中双波段双线极化天线垂直、水平极化端口分别接双波段正交混合耦合器输入、隔离端口；从而实现基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口至终端电路中双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，或基站电路中双波段正交混合耦合器隔离端口至终端电路中双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，保证了空间传输效率。
上述本发明的实施方式是本发明的元件和特征的组合。除非另外提及，否则所述元件或特征可被视为选择性的。各个元件或特征可在不与其它元件或特征组合的情况下实践。另外，本发明的实施方式可通过组合部分元件和/或特征来构造。本发明的实施方式中所描述的操作顺序可重新排列。任一实施方式的一些构造可被包括在另一实施方式中，并且可用另一实施方式的对应构造代替。对于本领域技术人员而言明显的是，所附权利要求中彼此没有明确引用关系的权利要求可组合成本发明的实施方式，或者可在提交本发明之后的修改中作为新的权利要求包括。
在固件或软件配置方式中，本发明的实施方式可以模块、过程、功能等形式实现。软件代码可存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元位于处理器的内部或外部，并可经由各种己知手段向处理器发送数据以及从处理器接收数据。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统，其特征在于，所述系统包括基站电路与终端电路；
基站电路包括第一双波段正交混合耦合器、第一双波段双线极化天线；所述第一双波段正交混合耦合器直通、耦合端口分别连接双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；
终端电路包括第二双波段双线极化天线、第二双波段正交混合耦合器；所述第二双波段双线极化天线垂直、水平极化端口分别连接第二双波段正交混合耦合器输入、隔离端口；
第一双波段正交混合耦合器输入端口至第二双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，或第一双波段正交混合耦合器隔离端口至第二双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输。
2.根据权利要求1所述的双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统，其特征在于，所述系统执行如下步骤：
步骤1)：基站电路中双波段正交混合耦合器输入端口激励功率/信息经耦合器分配至基站电路中双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；终端电路中双波段双线极化天线接收源自基站电路中双波段正交耦合器输入端口功率/信息，传输至终端电路中双线极化天线垂直、水平极化端口，经终端电路中双波段正交混合耦合器传输至耦合端口，实现极化非敏感无线功率和信息系统传输；
步骤2)：基站电路中双波段正交混合耦合器隔离端口激励功率/信息经耦合器分配至基站电路中双波段双线极化天线垂直、水平极化端口；终端电路中双波段双线极化天线接收源自基站电路中双波段正交耦合器隔离端口功率/信息，传输至终端电路中双线极化天线垂直、水平极化端口，经终端电路中双波段正交混合耦合器传输至直通端口，实现极化非敏感无线功率和信息系统传输。
3.根据权利要求1所述的一种双波段极化非敏感无线功率和信息协同传输系统，其特征在于：任意极化偏转角度下，均可实现第一双波段正交混合耦合器输入端口至第二双波段正交耦合器耦合端口极化非敏感无线功率和信息协同传输，或第一双波段正交混合耦合器隔离端口至第二双波段正交耦合器直通端口极化非敏感无线功率和信息协同传输。
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