[發明專利]一種多波束相控陣集成系統及方法

有效

• 申請號: 202011205901.6
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112332075B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 吳瑞榮;龍永剛;王爍;李景峰;吳貽偉;潘永強;彭維;許春停;王篤文;劉金梅
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q3/34;H01Q21/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種多波束相控陣集成系統，其特征在于，包括天線陣面、結構熱控一體化板、放大組件、波束網絡模塊、1：N功分器以及供電控制模塊，所述天線陣面包括若干個天線單元，每個天線單元均分別穿過結構熱控一體化板與一個放大組件連接，所述放大組件與波束網絡模塊正交互聯且盲配連接，所述波束網絡模塊分別與1:N功分器以及供電控制模塊正交互聯且盲配連接；

所述放大組件包括第一放大器、濾波器、第二放大器以及若干第一1：2功分器，第一放大器的輸入端作為放大組件的輸入端，第一放大器的輸出端通過濾波器以及第二放大器與一個第一1：2功分器的輸入端連接完成一級級聯，該第一1：2功分器的兩個輸出端分別接一個第一1：2功分器的輸入端完成二級級聯，所有經K級級聯的第一1：2功分器的所有輸出端均接一個第一1：2功分器的輸入端完成K+1級級聯，實現放大組件的多通道輸出，其中，K為大于等于1的正整數；

所述波束網絡模塊包括若干第二1：2功分器、若干第一移相器、若干第一衰減器、若干第二移相器以及若干第二衰減器，所有第二1：2功分器的輸入端作為波束網絡模塊的輸入通道，所有第二1：2功分器的第一輸出端均連接一個第一移相器，所有第一移相器均單獨連接一個第一衰減器，所有第一衰減器的輸出端連接到一起作為波束網絡模塊的一個輸出端，所有第二1：2功分器的第二輸出端均連接一個第二移相器，所有第二移相器均單獨連接一個第二衰減器，所有第二衰減器的輸出端連接到一起作為波束網絡模塊的另一個輸出端；

每R個所述放大組件相互平行的疊放，每S個波束網絡模塊相互平行的疊放，R個所述放大組件的疊放方向與S個波束網絡模塊的疊放方向垂直，S個波束網絡模塊組成的整體與R個所述放大組件組成的整體連接，實現R個所述放大組件與S個波束網絡模塊的正交互聯且盲配連接；

所述供電控制模塊垂直于S個波束網絡模塊的疊放方向且與所有波束網絡模塊連接，實現供電控制模塊與波束網絡模塊的正交互聯及盲配連接；每個1:N功分器垂直于S個波束網絡模塊的疊放方向且與所有波束網絡模塊連接，實現1:N功分器與波束網絡模塊的正交互聯及盲配連接，其中，N取4，R取8，S取4。

2.根據權利要求1所述的一種多波束相控陣集成系統，其特征在于，所述天線單元排列方式為矩形柵格或者三角形柵格，天線單元用于空間無線信號的接收或向空間輻射無線信號。

3.根據權利要求1所述的一種多波束相控陣集成系統，其特征在于，所述每個天線單元均分別穿過結構熱控一體化板與一個放大組件盲配連接。

4.根據權利要求1所述的一種多波束相控陣集成系統，其特征在于，所述波束網絡模塊的輸入通道為R個，R個所述放大組件中每個放大組件均與波束網絡模塊的一個輸入通道連接。

5.根據權利要求4所述的一種多波束相控陣集成系統，其特征在于，所述放大組件的總數為M，所述1:N功分器的總數為所有1:N功分器輸出的波束總數為其中，為正整數，其中，M取32。

6.根據權利要求1-5任一項所述的一種多波束相控陣集成系統的方法，其特征在于，所述方法包括：若干個天線單元用于空間無線信號的接收或向空間輻射無線信號，結構熱控一體化板作為天線單元和放大組件的安裝結構板，同時為放大組件散熱，放大組件實現信號的低噪聲放大或者功率放大，波束網絡模塊實現控制碼的串并轉換和各波束通道的移相衰減控制，1:N功分器接收波束網絡模塊的信號合成波束，供電控制模塊給波束網絡模塊和放大組件提供電源并實現多波束相控陣的控制碼計算和分發，進而控制波束的指向和形狀。