[發(fā)明專利]一種有源相控陣列天線

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911094516.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110690583A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙熠明;符友;丁鐘鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中電科技揚(yáng)州寶軍電子有限公司
• 主分類號(hào): H01Q23/00
• 分類號(hào): H01Q23/00;H01Q21/28
• 代理公司: 11212 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃啟兵

本發(fā)明公開(kāi)了通信領(lǐng)域內(nèi)的一種有源相控陣列天線。該種有源相控陣列天線包括天線陣面和內(nèi)部有源網(wǎng)絡(luò)，天線陣面包括圓周均勻分布的多個(gè)天線單元，內(nèi)部有源網(wǎng)絡(luò)包括功分/合路模塊、多個(gè)發(fā)射接收組件、波控單元和電源單元，功分/合路模塊與多個(gè)發(fā)射接收組件連接，發(fā)射接收組件與多個(gè)天線單元連接，波控單元與發(fā)射接收組件連接。該種有源相控陣列天線有效的降低了成本同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)方位面上360°快速電掃；省去了伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，使整機(jī)系統(tǒng)減輕了重量，節(jié)約了功耗；克服了平面相控陣組合帶來(lái)的電掃大角度時(shí)指標(biāo)惡化等缺點(diǎn)，性能優(yōu)良，成本低廉，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有源相控陣列天線。

背景技術(shù)

有源相控陣天線因?yàn)槠涮炀€波束可以微秒級(jí)的快速掃描、天線波束波形捷變能力、空間功率合成能力、易于安裝平臺(tái)共形等種種優(yōu)點(diǎn)，在各種場(chǎng)合得到了大量的應(yīng)用。而平面有源相控陣天線因理論成熟、制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)便，性能可靠，成為有源相控陣天線主要的采用形式。當(dāng)有源相控陣天線需對(duì)空域進(jìn)行全方位360°波束掃描時(shí)，目前主要有兩種掃描工作方式：一是有源相控陣天線安裝于一個(gè)可以進(jìn)行方位面360°轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，通過(guò)電掃和機(jī)掃結(jié)合，在一定的角度內(nèi)(一般±45°)可以快速的電掃描，當(dāng)掃描角度跨度較大(大于45°)，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到相應(yīng)角度后再進(jìn)行電掃；二是當(dāng)沒(méi)有伺服機(jī)構(gòu)時(shí)，通過(guò)三個(gè)或以上數(shù)目的平面有源相控陣天線在方位面上按三角形或多邊形拼接組成，每個(gè)有源相控陣天線陣面負(fù)責(zé)掃描一定角度的空域，通過(guò)組合實(shí)現(xiàn)空域方位面360°的掃描覆蓋。

當(dāng)有源相控陣天線通過(guò)伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，以電掃和機(jī)掃相結(jié)合的方式對(duì)空域進(jìn)行全方位360°波束掃描時(shí)，一般承載大型、較重的有源相控陣天線的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)掃描周期最快為5s一圈；承載小型、輕型的有源相控陣天線的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)掃描速度可以達(dá)到1s一圈。當(dāng)進(jìn)行大角度跨度進(jìn)行掃描時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)角速度影響了天線的波束指向掃描速度，波束轉(zhuǎn)換時(shí)間達(dá)到了幾百毫秒以上，對(duì)于系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)仍然較慢；同時(shí)因?yàn)椴捎昧怂欧D(zhuǎn)臺(tái)，增加了天線平臺(tái)的重量、功耗，操控復(fù)雜、降低了平臺(tái)的可靠性，帶來(lái)了一系列的缺點(diǎn)；當(dāng)采用平面相控陣組合形式掃描時(shí)，天線波束的掃描速度高，對(duì)空域方位面360°掃描一圈的速度可以達(dá)到幾十微秒以內(nèi)，但是平面相控陣天線的性能隨波束掃描角度的增大而迅速下降，一般波束掃描±60°時(shí)，天線增益下降3dB～5dB，波束寬度增加2～3倍，副瓣電平提高5dB～10dB，并同時(shí)伴隨波瓣形狀嚴(yán)重畸變，這些變化都直接影響了天線在方位面360°掃描時(shí)一些特定角度范圍上的指標(biāo)性能。

當(dāng)有源相控天線要求進(jìn)行方位面360度掃描覆蓋，同時(shí)又需要保持天線波束性能穩(wěn)定，波束掃描速度快時(shí)，采用上述的兩種辦法不能實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種有源相控陣列天線。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種有源相控陣列天線采用的如下技術(shù)方案：

一種有源相控陣列天線，包括天線陣面和內(nèi)部有源網(wǎng)絡(luò)，所述天線陣面包括圓周均勻分布的多個(gè)天線單元，所述內(nèi)部有源網(wǎng)絡(luò)包括功分/合路模塊、多個(gè)發(fā)射接收組件、波控單元和電源單元，所述功分/合路模塊與多個(gè)發(fā)射接收組件連接，所述發(fā)射接收組件與多個(gè)天線單元連接，所述波控單元與所述發(fā)射接收組件連接并發(fā)送波控指令至所述發(fā)射接收組件；

所述功分/合路模塊與外部主機(jī)連接并將外部主機(jī)發(fā)射的信號(hào)分成多路并分別送至各個(gè)所述發(fā)射接收組件處理，或者接收各個(gè)所述發(fā)射接收組件的信號(hào)并將多路信號(hào)整合成后傳遞給外部主機(jī)；

所述發(fā)射接收組件根據(jù)所述波控指令將處理后的信號(hào)送至對(duì)應(yīng)的天線單元，或者接收處理對(duì)應(yīng)天線單元傳遞的信號(hào)并將處理后的信號(hào)送至所述功分/合路模塊；

所述天線單元向目標(biāo)區(qū)域發(fā)送信號(hào)并接收到目標(biāo)區(qū)域內(nèi)回復(fù)的信號(hào)后，送至對(duì)應(yīng)的發(fā)射接收組件處理；