[發明專利]一種可重構相控陣天線的驅動系統、驅動方法及天線裝置

在審

• 申請號: 201811256407.5
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109244669A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 雷東;修威;楊光
• 申請（專利權）人: 北京華鎂鈦科技有限公司
• 主分類號: H01Q3/24
• 分類號: H01Q3/24;H01Q5/314;H01Q5/50;H01Q21/00;H01Q23/00
• 代理公司: 北京慶峰財智知識產權代理事務所(普通合伙) 11417
• 代理人: 李文軍

本發明公開了一種可重構相控陣天線的驅動系統、驅動方法及天線裝置，所述驅動系統包括移位寄存器、列信號發生裝置、充放電電路以及驅動信號發生裝置，移位寄存器由與陣列單元行數相同的n個移位寄存單元依次連接而成，每一個移位寄存單元的輸出端與天線陣列單元的一行相連，列信號發生裝置與每一列陣列單元相連，充放電電路與每一個天線單元相連，驅動信號發生裝置與每個天線單元相連。本發明通過采用上述結構，實現對超材料結構天線單元的簡易、高效的驅動控制，顯著降低了面板的制造成本，提高了可重構相控陣天線的集成度，進而提高了天線面板的空間利用率以及產品的良率，增大了天線量產的可能性和可操作性。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種可重構相控陣天線的驅動系統、驅動方法及天線裝置。

背景技術

目前，國內外的很多研究機構提出了可調諧超材料、編碼超材料、數字超材料及現場可編程超材料等一系列與電磁超材料相關的概念，并對其在天線領域的應用開展了廣泛的研究。目的是通過對超材料的控制，實現對電磁波的實時調控，最終應用于可重構天線及相關產品。

所謂電磁超材料，是將具有特定幾何形狀的宏觀基本單元，植入基體材料內(或表面)所構成的一種人工電磁材料。基本單元的排列可以是周期性的，也可以是非周期性的。因為電磁超材料所具有的獨特的電磁特性，而受到學術界和產業界的廣泛關注。并在通信、國防及基礎研究等領域獲得了前所未有的發展機遇。

目前，基于超材料結構的可重構相控陣天線的驅動系統，大都是通過PIN二極管實現的，隨著TFT工藝技術的不斷進步，目前的生產工藝可以實現將具有特定功能的一些TFT電路，直接制造在天線面板的介質基板上。一方面，這可以在一定程度上降低天線的制造成本。另一方面，這種技術可以在一定程度上減小驅動電路對天線面板空間的占用率。因此，電路中TFT的數量越少，電路的結構越簡單，天線面板的空間利用率，以及產品的良率就可能會進一步提高。更為重要的是，薄膜晶體管的制造工藝可以在一定程度上和某些可重構相控陣天線的制造工藝兼容，增大了天線量產的可能性和可操作性。因此，急需一種便捷、高效的驅動系統和驅動方法，實現對超材料結構天線單元的有效控制，進而實現波束合成和方向或頻率的可重構。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種可重構相控陣天線的驅動系統、驅動方法及天線裝置，解決現有可重構相控陣天線的驅動系統復雜、制造成本高、能耗高，而天線的性能指標、生產效率和良品率較低的問題，實現對超材料結構天線單元簡易、高效的驅動控制。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案實現：

一種可重構相控陣天線的驅動系統，包括移位寄存器、列信號發生裝置、充放電電路以及驅動信號發生裝置，所述移位寄存器由與陣列單元行數相同的n個移位寄存單元依次連接而成，每一個移位寄存單元的輸出端與天線陣列單元的一行相連，所述列信號發生裝置與每一列陣列單元相連，所述充放電電路與每一個天線單元相連，所述驅動信號發生裝置與每個天線單元相連。

進一步地，作為優選技術方案，所述移位寄存單元包括輸入模塊、上拉模塊及下拉模塊，所述輸入模塊包括第一薄膜晶體管M1，所述上拉模塊包括第二薄膜晶體管M2和第一電容C1，所述下拉模塊包括第三薄膜晶體管M3、第四薄膜晶體管M4、第五薄膜晶體管M5以及第二電容C2，所述第一薄膜晶體管M1的柵極作為信號輸入端和復位端，第一薄膜晶體管M1的漏極與第一電源端相連，第一薄膜晶體管M1的源極與第四薄膜晶體管M4的漏極相連；

所述第三薄膜晶體管M3的漏極、第四薄膜晶體管M4的柵極、第五薄膜晶體管M5的柵極均連接于第一控制節點pd，所述第三薄膜晶體管M3的源極、第四薄膜晶體管M4的源極、第五薄膜晶體管M5的源極均連接于第二電源端，所述第三薄膜晶體管M3的柵極與第四薄膜晶體管M4的漏極連接于第二控制節點pu；