[發明專利]毫米波64陣元瓦片式相控陣天線

在審

• 申請號: 201710090054.5
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106654541A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 章圣長;郭紅展
• 申請（專利權）人: 成都瑞迪威科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q3/36;H01Q21/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 蘇丹

1. 一種毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：包括2*2 的TR組件（1）陣列，每個TR組件（1）子陣通道數為4*4，共64子陣通道；每個TR組件（1）包括收發通道模塊（2）、電源模塊（3）、控制模塊（4）和結構腔體（5），電源模塊（3）與外部接口相連，電源模塊（3）與控制模塊（4）通過插針垂直互聯，控制模塊（4）與收發通道模塊（2）通過金絲鍵合相連，3個模塊依次平行放置。

2.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：收發通道模塊（2）包括16個收發通道；每個收發通道模塊（2）包括收發放大多功能電路、衰減移相放大多功能電路、電源控制電路、波控控制電路和功分器。

3.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：收發通道模塊（2）為一塊射頻集成板（10），包括多通道多功能集成SOC芯片、射頻通道饋電網絡、控制和電源饋線網絡，射頻集成板（10）由多層微波板設計，多層微波板為射頻集成板（10）與FR4混壓結構，集成射頻通道饋電網絡、控制和電源饋線網絡，多功能集成SOC芯片與多層微波板由金絲鍵合方式互聯。

4.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：電源模塊（3）中器件包括LDO和DC-DC；控制模塊（4）中器件包括FPGA。

5.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：收發通道模塊（2）包括4個多功能集成SOC芯片，分別驅動16個TR收發芯片，由波控子板實現幅度相位控制、收發電源控制和工作模式切換，每個通道包含末級功率放大、接收低噪聲放大、收發驅動放大、收發移相、接收衰減、收發開關和模式切換開關功能，其中TR收發芯片集成末級功放、接收低噪放、收發開關和模式選擇開關，多功能集成SOC芯片集成收發移相、接收衰減、收發開關和收發驅動放大。

6.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：結構腔體（5）包括電源板腔體（7）和天線腔體（11）兩部分；電源模塊（3）包括電源板（6）及低頻連接器（8）；控制模塊（4）包括控制板（9）和低頻插針（12）；收發通道模塊（2）包括射頻集成板（10）、射頻連接器（13）、屏蔽蓋（14）；電源板（6）裝在電源板腔體（7）中，通過低頻連接器（8）與外部連接，控制板（9）與射頻集成板（10）裝在天線腔體（11）中，電源板（6）與控制板（9）通過低頻插針（12）實現互聯，射頻集成板（10）與射頻連接器（13）垂直互聯，通過天線實現信號的收發，電源板（6）上設置有電源板（6）上器件，控制板（9）上設置有控制板（9）上器件。

7.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：發射時，信號由公共端口輸入到16通道子陣，經1分4功分器等分成4路，分別輸入到4個多功能集成SOC芯片，再由多功能集成SOC芯片等分成4路，輸送到TR收發芯片進行功率放大，最后輸出到天線端口。

8.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：接收時，信號由天線端口輸入，經TR收發芯片的低噪聲放大后輸入到多功能集成SOC芯片，經驅動放大、移相和衰減后，4路合成1路，由SMP總端口輸出，在子陣上再進行4路合成，由子陣的總端口輸出。

9.根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于：收發通道模塊（2）包括16路收發通道，按照每四通道進行分區設計，發射信號經過輸入功率分配網絡后進入到多功能集成SOC芯片，分配成4通道進行移相、衰減和驅動放大，最后通過TR收發芯片實現最終的功率輸出；接收通道信號進入模塊后，通過TR收發芯片進行放大，然后進入多功能集成SOC芯片實現4通道合一輸出，最后通過功率分配網絡輸出。

10. 根據權利要求1所述的毫米波64陣元瓦片式相控陣天線，其特征在于： TR組件（1）的射頻部分分為四個區域，并將每個區域的四個通道分為四個位號，校準模式時，每個區域同號位的TR收發芯片工作，其它位號的TR收發芯片斷電；控制模塊（4）接收來自上級母板的波控指令，完成波控指令解析、通過SPI協議對多功能芯片進行幅度和相位的讀寫；TR模塊包括4個多功能集成SOC芯片區域，各區域塊并行控制，每個區域的4個通道串行讀寫；整個TR組件（1）共用時鐘信號、片選信號、鎖存信號和收發開關信號，每個通道的控制數據采用并行收發方式，實現高速的相位和幅度控制以及每個通道多功能芯片上工作狀態控制。