[發(fā)明專利]一種Ka波段一維線陣系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410539127.0
• 申請日: 2014-09-27
• 公開（公告）號: CN104319492A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史偉立
• 申請（專利權(quán)）人: 史偉立
• 主分類號: H01Q23/00
• 分類號: H01Q23/00;H01Q21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及線陣領(lǐng)域，特別涉及一種Ka波段一維線陣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

陣列天線自從出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)過很長的發(fā)展時間，而且用途也越來越廣泛。在現(xiàn)在社會陣列天線無論在其傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域——軍用領(lǐng)域，還是在新型的應(yīng)用領(lǐng)域——民用領(lǐng)域都獲得極大的發(fā)展。陣列天線設(shè)計是指按規(guī)定的方向圖要求進行天線系統(tǒng)的設(shè)計，使該系統(tǒng)產(chǎn)生的方向圖與所要求的方向圖良好逼近。如何減少天線功耗、降低設(shè)計難度和天線成本則是天線設(shè)計領(lǐng)域技術(shù)人員所要克服的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供的Ka波段一維線陣系統(tǒng)，能夠在總的合成功率不變情況下，通過增加總陣元數(shù)，降低單個陣元的發(fā)射功率，從而減小全部輸入輸出組件的直流功耗，并降低輸入輸出組件的設(shè)計難度和天線陣列成本。

本發(fā)明提供的一種Ka波段一維線陣系統(tǒng)，包括八個相同的輸入輸出組件單元、八路輻射天線以及一分八功率分配器；所述八個相同的輸入輸出組件單元、八路輻射天線以及一分八功率分配器均沿著垂直于天線孔徑平面的縱向方向分布，每個輸入輸出組件單元都由數(shù)控衰減器、數(shù)控移相器、驅(qū)動放大器、功率放大器、兩級低噪放和兩個射頻開關(guān)所組成；所述系統(tǒng)的發(fā)射信號走向為：一路發(fā)射信號經(jīng)過一分八功分器被等輻同相分成八路信號，再分別輸入給八路輸入輸出組件單元；信號在輸入輸出組件單元中順次經(jīng)過數(shù)控衰減器、數(shù)控移相器，再經(jīng)過第一射頻開關(guān)的選擇，到達發(fā)射支路的驅(qū)動放大器和功率放大器，當(dāng)信號的功率被放大達到要求的功率后，再經(jīng)過第二射頻開關(guān)饋入給輻射天線獨立輻射出去，最終八路輻射信號在空間進行功率合成，形成所需要的波束；所述系統(tǒng)的接收信號走向為：接收信號被八路天線獨立接收，然后再分別輸入給八路輸入輸出組件單元；每路進入所述輸入輸出組件單元的接收信號都經(jīng)過第二射頻開關(guān)的選擇，到達接收支路的第一級低噪放大器進行信號放大后經(jīng)過第三射頻開關(guān)，再進入第二級低噪放大器進行信號放大，然后順次經(jīng)過第一射頻開關(guān)、數(shù)控衰減器和移相器進入一分八功分器合成一路射頻信號，再輸出給后級的信號處理子系統(tǒng)。

本發(fā)明的輸入輸出組件單元的收發(fā)支路并沒有使用環(huán)形器來隔離，原因是毫米波環(huán)形器的飽和輸入功率和隔離度一般都較小，而該頻段射頻開關(guān)的飽和功率和隔離度均達到了指標(biāo)要求，因此用射頻開關(guān)代替了環(huán)形器；此外，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)要求接收支路的前級總增益要足夠大，但是過多低噪放級聯(lián)會對接收支路的動態(tài)范圍有影響，同時因為低噪放的飽和功率是有限的，為了防止前級低噪放飽和后損壞后級低噪放，所以接收支路只采用兩級低噪放級聯(lián)，同時把一部分的接收增益安排在功率合成后級電路；為了保證能給輻射天線饋入有足夠大的發(fā)射功率，末級功放常常工作于飽和輸出狀態(tài)，這將減小其工作增益，于是在前級加入了一級增益為20dB的驅(qū)動放大器；射頻開關(guān)的隔離度是有限的，實測值只有25dB左右，而兩級低噪放和驅(qū)動放大器、功率放大器形成了一個閉環(huán)的回路，因此為了避免各個放大器工作時自激而損壞，在設(shè)計上采取了收發(fā)分時的工作方案，即當(dāng)發(fā)射支路的驅(qū)動放大器和功放工作時，低噪放的電源斷電，使之停止工作，反之當(dāng)接收支路工作時，發(fā)射支路的放大器亦然。

綜上所述，本發(fā)明的Ka波段一維線陣系統(tǒng)，能夠在總的合成功率不變情況下，通過增加總陣元數(shù)，降低單個陣元的發(fā)射功率，從而減小全部輸入輸出組件的直流功耗，并降低輸入輸出組件的設(shè)計難度和天線陣列成本。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。