[實用新型]一種可實現任意極化切換的相控陣天線

有效

• 申請號: 201922120730.6
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN210744162U
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 余正冬;劉昊;馬明凱;郭宏展
• 申請（專利權）人: 成都瑞迪威科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q15/24;H01Q21/00;H01Q23/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

本申請涉及相控陣天線領域，具體的說，是涉及一種可實現任意極化切換的相控陣天線，其包括相控陣輻射單元和TR通道模塊，TR通道模塊包括N個2*2 的TR子陣，每個TR子陣含4個輻射單元，每個TR子陣的TR通道數為2*4個；每個相控陣輻射單元包括貼片和位于貼片上的饋點A和饋點B，每個相控陣輻射單元為雙饋點饋電。本申請用一套相控陣天線設備，就可以實現以往需要3套相控陣天線設備所具備的功能，即線極化，左旋圓極化，右旋圓極化等，極大的降低了成本，結構尺寸，以及避免了使用有源器件產生的寄生效應。

技術領域

本申請涉及相控陣天線領域，具體的說，是涉及一種可實現任意極化切換的相控陣天線。

背景技術

相控陣天線是由許多天線單元排陣所構成的陣列天線，通過調整各個天線單元的饋電相位實現波束掃描和波束賦形。它具有體積小、質量輕、容易形成多波束，能實現天線波束指向和波束形狀快速變化的能力，能實現波束間通信容量的調整等優點，這些優點使其具有多個高速運動目標穩定跟蹤的能力；此外，相控陣天線還可在空間實現信號功率的合成，從而獲得擁有較大 EIRP（各向同性等效輻射功率），這為增大系統作用距離、提高系統測量精度以及觀測包括隱身目標在內的各種低可觀測目標提供了技術潛力。由于上述眾多優點，使得相控陣天線技術成為近年來雷達，通信系統中發展很快的一項關鍵技術。

隨著技術發展，對系統多功能要求也越來越高。對現有設備中，對于某一固定頻段，需要實現不同的功能，就需要幾種不同極化的相控陣天線，這將極大的增加了系統以及設備的體積和成本。

目前的極化可變技術方案中，部分使用可控二極管技術，通過直流偏置電壓控制二極管的導通與開路，改變天線電流分布，從而實現極化、方向圖或者頻率重構。另外的是采用電機控制，實現圓極化輻射單元的極化角旋轉實現左右旋重構。前者將增加損耗，以及一些由二極管引入的寄生效應，同時也增加天線的成本；后者將增大天線的剖面高度和復雜性。

發明內容

針對現有技術上的上述不足，本申請提出一種成本低、占用空間小，可實現任意極化切換的多功能相控陣天線。

為實現上述技術效果，本申請技術方案如下：

一種可實現任意極化切換的相控陣天線，其特征在于：包括TR通道模塊，TR通道模塊包括N個2*2 的TR子陣，每個TR子陣含4個相控陣輻射單元，每個TR子陣的TR通道數為2*4個；每個相控陣輻射單元包括貼片和位于貼片上的饋點A和饋點B，每個相控陣輻射單元為雙饋點饋電。

進一步地，TR子陣的結構為瓦片式或磚塊式。

進一步地，每個TR子陣的收發通道模塊包括8個收發通道；每個收發通道模塊包括子陣收發通道模塊包含TR收發芯片、輻射單元、電源控制電路、波控控制電路和功分器網絡；TR收發芯片包括收發放大電路和衰減移相放大多功能電路，TR收發芯片采用多功能芯片和砷化鎵芯片；收發放大多功能電路實現發射信號的功率放大，接收信號的低噪聲放大和收發切換的功能；衰減移相放大多功能電路實現對組件的衰減、移相控制和信號放大；波控控制電路實現將波控機發出的高速串行數據轉換成并行控制碼，控制衰減移相電路；電源控制電路實現通道接收、發射電源單獨可控；功分器實現通道信號的功分或合成，通過控制多功能芯片的移相、衰減和放大功能，改變多功能芯片的幅度和相位，實現極化方式改變。

更進一步地，每個TR子陣的收發通道模塊包括2個四合一多功能集成SOC芯片或者1個八合一多功能集成SOC芯片，分別驅動8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。

具體而言，收發通道模塊為一塊射頻集成板，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，射頻集成板由多層微波板設計，多層微波板為射頻集成板與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。