[發明專利]一體化毫米波有源相控陣天線

有效

• 申請號: 201310341730.3
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103457015A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 何慶強;何海丹;趙青
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H01Q1/12
• 分類號: H01Q1/12;H01Q1/38;H01Q3/30
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種一體化毫米波有源相控陣天線，包括天線承載層（1）、天線陣面（2）、TR組件（3）和饋電網絡（4），其特征在于，天線承載層（1）通過天線陣面（2）、TR組件（3）一體化相連在饋電網絡（4）上；天線陣面（2）以微帶貼片（7）作為輻射單元，輻射單元以工作頻率的0.48～0.53波長為單元間距，按矩形柵格陣列布局在天線承載層（1）下面，輻射單元按8×8陣列規模相連TR組件（3）的功放芯片（16），且在TR組件（3）的每個功放芯片（16）上設置了將熱直接導進微流道（12）的導熱金屬柱（32），并且每4個功放芯片（16）同時相連一個四通道集成移相器（15），構成TR組件的一個2×2子陣電路，往下一體化相連于饋電網絡（4）；射頻信號通過饋電網絡（4）中的射頻信號接口（20）輸入功分網絡（19），經TR組件（3）中的若干個四通道集成移相器（15）各自分發成4路射頻信號，輸入給對應的功放芯片（16），經射頻信號輸出線（17）相連的射頻連接器（13），傳輸到微帶貼片（7），實現射頻信號的發射；同時，控制信號通過饋電網絡（4）中的低頻信號接口（22）輸入低頻信號網絡（18），直接控制TR組件（3）的16個四通道集成移相器（15）和64個功放芯片（16），完成毫米波有源相控陣天線射頻信號的空間功率合成和波束掃描。

2.如權利要求1所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：每路微流道（12）下面設置有若干導熱金屬柱（32），液冷管道接口（21）連接液體主流管道（36），再分發成8路微流道（12），形成閉合液冷循環系統。

3.如權利要求1所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：天線陣面（2）包括陣列分布在天線介質基片（23）上的矩形狀微帶貼片（7）和穿過天線介質基片（23）往上連接于微帶貼片（7）的饋電探針（8），饋電探針（8）往下穿過天線地面（9）上的饋電過孔（24），形成同軸饋電微帶天線。

4.如權利要求1所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：微帶貼片（7）以饋電探針（8）作為基準，按單元間距5mm～6mm排列成8×8陣列，并可按8×8陣列規模的整倍數進行可擴展設計。

5.如權利要求1所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：天線陣面（2）與TR組件（3）的射頻互聯是通過帶狀線下層介質基片（35）上固聯的射頻連接器（13）相連的帶狀線（10）來實現的。

6.如權利要求5所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：帶狀線（10）位于帶狀線上層介質基片（34）和帶狀線下層介質基片（35）之間，通過天線地面（9）和帶狀線金屬地（11）共同實現射頻信號的傳輸。

7.如權利要求6所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：帶狀線（10）的一側往上與穿過帶狀線上層介質基片（34）的饋電探針（8）相連，并通過微帶貼片（7）完成射頻信號的發射。

8.如權利要求7所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：帶狀線（10）的另一側往下與穿過帶狀線下層介質基片（35）的射頻連接器（13）相連，射頻連接器（13）穿過帶狀線金屬地（11）上的TR組件過孔（25），形成同軸饋電方式，完成TR組件（3）到天線陣面（2）的射頻信號的輸入。

9.如權利要求1所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：射頻連接器（13）往下依次穿過熱介質層（26）、導熱介質層（27）、TR組件金屬地（14）上的射頻過孔（28）、TR組件上層介質基片（37）、以及TR組件介質基片（30），與射頻信號輸出線（17）相連。射頻連接器（13）與TR組件金屬地（14）上的射頻過孔（28）形成同軸饋電方式。

10.如權利要求9所述的一體化毫米波有源相控陣天線，其特征在于：在TR組件介質基片（30）和TR組件上層介質基片（37）里，分別制有16個按相鄰單元間距10mm，以4×4布陣形式均布在TR組件下層介質基片（38）上面的矩形凹槽，每個四通道集成移相器（15）分別固定在每個矩形凹槽內，四周均勻分布著4個功放芯片（16），形成2×2的子陣電路布局。