[發明專利]二維相控陣列、大規模天線陣列和發射機

在審

• 申請號: 201910325015.8
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110048241A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 朱睿;徐強;劉耀中;方有綱;劉耿燁;李躍星
• 申請（專利權）人: 湖南時變通訊科技有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H04B7/0413
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種二維相控陣列，其特征在于，包括：形成二維陣列的X個相控單元和具有移相功能的移相單元；

X個所述相控單元包括：第一傳輸線、第二傳輸線和N個混頻器；所述第一傳輸線和所述第二傳輸線上均間隔分布有N個節點，所述N個混頻器中的每個混頻器的輸入端分別與第一傳輸線和第二傳輸線上的對應節點連接；

所述移相單元的X個輸出端分別連接X個所述相控單元的第一傳輸線的輸入端，用于分別向X個所述相控單元的第一傳輸線輸入頻率相同且具有不同相位的信號；

X個所述相控單元的第二傳輸線用于輸入與對應第一傳輸線的輸入頻率不同的信號，以使X×N個混頻器輸出頻率相同且具有不同相位的信號；

其中，X和N均為不小于2的自然數。

2.根據權利要求1所述的二維相控陣列，其特征在于，所述移相單元包括一個目標相控單元；

所述目標相控單元包括：第一傳輸線、第二傳輸線和X個混頻器；所述第一傳輸線和所述第二傳輸線上均間隔分布有X個節點，所述X個混頻器中的每個混頻器的輸入端與第一傳輸線和第二傳輸線上的對應節點連接；

當所述目標相控單元的第一傳輸線和第二傳輸線的輸入信號頻率不同時，X個混頻器用于分別向X個所述相控單元的第一傳輸線輸入頻率相同且具有不同相位的信號。

3.根據權利要求2所述的二維相控陣列，其特征在于，所述X個相控單元中每個相控單元的第一傳輸線和第二傳輸線平行排列，所述目標相控單元的第一傳輸線和第二傳輸線平行排列；

每個相控單元的第一傳輸線和第二傳輸線均與所述目標相控單元的第一傳輸線和第二傳輸線垂直；

所述X個相控單元沿與其中的第一傳輸線和第二傳輸線垂直的方向依次間隔排列。

4.根據權利要求2所述的二維相控陣列，其特征在于，

當X個相控單元中的混頻器保留差頻分量時，每個所述相控單元的兩條傳輸線上輸入信號的初始相位之差互不相同；

當X個相控單元中的混頻器保留和頻分量時，每個所述相控單元的兩條傳輸線上輸入信號的初始相位之和互不相同。

5.根據權利要求1所述的二維相控陣列，其特征在于，所述移相單元包括X個移相器，分別連接X個所述相控單元的第一傳輸線的輸入端，用于分別向X個所述相控單元的第一傳輸線輸入頻率相同且具有不同相位的信號。

6.根據權利要求1所述的二維相控陣列，其特征在于，所述移相單元包括一個目標相控單元和X-B個移相器；

所述目標相控單元包括：第一傳輸線、第二傳輸線和B個混頻器；所述第一傳輸線和所述第二傳輸線上均間隔分布有B個節點，所述B個混頻器中的每個混頻器的輸入端與第一傳輸線和第二傳輸線上的對應節點連接；

當所述目標相控單元的第一傳輸線和第二傳輸線的輸入信號頻率不同時，B個混頻器用于向B個所述相控單元的第一傳輸線分別輸入頻率相同且具有不同相位的信號；

X-B個所述移相器分別連接剩余的X-B個所述相控單元的第一傳輸線的輸入端，用于分別向X-B個所述相控單元的第一傳輸線輸入頻率相同且具有不同相位的信號；

其中，B為大于1的自然數。

7.一種大規模天線陣列，其特征在于，包括：至少兩個如權利要求1-6任一項所述的二維相控陣列。

8.根據權利要求7所述的大規模天線陣列，其特征在于，至少兩個二維相控陣列拼接為矩形。

9.根據權利要求7或8所述的大規模天線陣列，其特征在于，至少兩個二維相控陣列中，輸入至第一傳輸線和第二傳輸線的信號采用參考時鐘源同步，且相位相參。

10.一種發射機，其特征在于，包括：權利要求7-9任一項所述的大規模天線陣列，至少兩個本振振蕩器和至少兩組天線單元；

至少兩個所述本振振蕩器分別與至少兩個所述二維相控陣列連接，用于分別向至少兩個所述二維相控陣列輸入頻率不同的本振信號；

至少兩組天線單元中每組天線單元包括X×N個天線單元，所述大規模天線陣列中每個混頻器的輸出端分別與每個天線單元連接，用于向每個天線單元輸出頻率相同且具有不同相位的信號，以通過大規模天線陣列實現多波束掃描。