[發(fā)明專利]一種多波束空間功率合成射頻前端電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911099697.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110798236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉震;張濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津津航計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H04B1/16
• 分類號(hào): H04B1/16;H04B7/0408
• 代理公司: 11011 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心
• 代理人: 劉二格

本發(fā)明公開(kāi)了一種多波束空間功率合成射頻前端模塊電路，其包括：射頻信號(hào)輸入端(1)、放大器(2)、多天線波束(3)、接收器(4)和功率輸出端(5)；射頻信號(hào)經(jīng)射頻信號(hào)輸入端(1)輸入，經(jīng)過(guò)放大器(2)放大后，經(jīng)過(guò)多天線波束(3)將信號(hào)輻射出去，在接收端，接收器(4)將輻射的主瓣信號(hào)接收，并通過(guò)功率輸出端(5)輸出。本發(fā)明將平面?zhèn)鬏數(shù)奈⒉ㄐ盘?hào)功率轉(zhuǎn)換成空間功率合成，利用三位電磁場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)解決該問(wèn)題；在有源器件成本控制上優(yōu)勢(shì)明顯；在微波、毫米波頻段用的半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)功率合成方面可以有效控制體積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基于數(shù)據(jù)鏈無(wú)線通信鏈路中射頻前端電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多波束空間功率合成射頻前端電路，具備功率合成功能。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)鏈通信鏈路中，射頻前端模塊起著舉足輕重的作用，然而多路合成的超大功率輸出的實(shí)施方案，均采用功率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)。功率合成技術(shù)一般為平面合成，即在印制板中，采用傳統(tǒng)的平面二叉樹(shù)合成方式實(shí)現(xiàn)，每一級(jí)的二叉樹(shù)合成均采用威爾金森功率合成器實(shí)現(xiàn)。該印制板功率合成器的電性能損耗一般在0.6dB左右，考慮到傳輸線線損，總的合成損耗約為0.7～0.8dB左右。

圖1為常見(jiàn)的平面二叉樹(shù)功率合成原理框圖，如圖中所示：信號(hào)經(jīng)過(guò)前級(jí)放大器1～8，每?jī)陕吠ㄟ^(guò)功率合成器1～4合成后輸出給推動(dòng)放大器1～4，再次合成后，經(jīng)過(guò)中間級(jí)放大器1、2合成后，輸出給末級(jí)放大器。這種方式為常見(jiàn)方式，缺點(diǎn)在于功率合成器占用的面積很大。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是：針對(duì)傳統(tǒng)的平面二叉樹(shù)功率合成方式，其成本高、占用板面積大的問(wèn)題，提出一種多波束空間功率合成射頻前端電路，實(shí)現(xiàn)降低成本、減小占用面積和有效提升合成效率的目的。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多波束空間功率合成射頻前端模塊電路，其包括：射頻信號(hào)輸入端1、放大器2、多天線波束3、接收器4和功率輸出端5；射頻信號(hào)經(jīng)射頻信號(hào)輸入端1輸入，經(jīng)過(guò)放大器2放大后，經(jīng)過(guò)多天線波束3將信號(hào)輻射出去，在接收端，接收器4將輻射的主瓣信號(hào)接收，并通過(guò)功率輸出端5輸出。

其中，所述多天線波束3利用相控陣天線技術(shù)，將發(fā)射功率的微波信號(hào)轉(zhuǎn)換成空間分布的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)分布在空間場(chǎng)內(nèi)的天線陣列將能量傳輸給另外一側(cè)的對(duì)稱天線陣列，將信號(hào)合成至輸出端。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案所提供的多波束空間功率合成射頻前端電路，將平面?zhèn)鬏數(shù)奈⒉ㄐ盘?hào)功率轉(zhuǎn)換成空間功率合成，利用三位電磁場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)解決該問(wèn)題；在有源器件成本控制上優(yōu)勢(shì)明顯；在微波、毫米波頻段用的半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)功率合成方面可以有效控制體積。

附圖說(shuō)明

圖1為常見(jiàn)的平面二叉樹(shù)功率合成原理框圖。

圖2為本發(fā)明多波束空間功率合成射頻前端模塊電路原理框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明多波束空間功率合成射頻前端模塊電路借鑒了相控陣天線技術(shù)，將發(fā)射功率的微波信號(hào)轉(zhuǎn)換成空間分布的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)分布在空間場(chǎng)內(nèi)的天線陣列將能量傳輸給另外一側(cè)的對(duì)稱天線陣列，將信號(hào)合成至輸出端。

參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明多波束空間功率合成射頻前端模塊電路包括：射頻信號(hào)輸入端1、放大器2、多天線波束3、接收器4和功率輸出端5；射頻信號(hào)經(jīng)射頻信號(hào)輸入端1輸入，經(jīng)過(guò)放大器2放大后，經(jīng)過(guò)多天線波束3將信號(hào)輻射出去，在接收端，接收器4將輻射的主瓣信號(hào)接收，并通過(guò)功率輸出端5輸出。