[實(shí)用新型]一種可實(shí)現(xiàn)左右旋圓極化切換的相控陣天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922121831.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210744178U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雪穎;劉昊;余正冬;馬明凱;張高峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都瑞迪威科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q21/06
• 分類(lèi)號(hào): H01Q21/06;H01Q3/34;H01Q3/36;H01Q1/38
• 代理公司: 成都天嘉專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

本申請(qǐng)涉及相控陣天線領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種可實(shí)現(xiàn)左右旋圓極化切換的相控陣天線，其包括N個(gè)2*2的TR子陣，每個(gè)TR子陣含4個(gè)相控陣天線輻射單元，每個(gè)TR子陣的TR通道數(shù)為1*4個(gè)；每個(gè)相控陣天線輻射單元包括貼片和位于貼片上的含饋點(diǎn)A，每個(gè)相控陣天線輻射單元為單饋點(diǎn)。本申請(qǐng)僅用一套本方案的相控陣天線設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)以往需要2套相控陣天線設(shè)備所具備的功能，如左、右旋極化切換，極大的降低了成本，結(jié)構(gòu)尺寸，以及避免了使用有源器件產(chǎn)生的寄生效應(yīng)。主要通過(guò)n合1多功能芯片，結(jié)合相控陣天線布局來(lái)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及相控陣天線領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種可實(shí)現(xiàn)左右旋圓極化切換的相控陣天線。

背景技術(shù)

相控陣天線是由許多天線單元排陣所構(gòu)成的陣列天線，通過(guò)調(diào)整各個(gè)天線單元的饋電相位實(shí)現(xiàn)波束掃描和波束賦形。它具有體積小、質(zhì)量輕、容易形成多波束，能實(shí)現(xiàn)天線波束指向和波束形狀快速變化的能力，能實(shí)現(xiàn)波束間通信容量的調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使其具有多個(gè)高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)穩(wěn)定跟蹤的能力；此外，相控陣天線還可在空間實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(tǒng)作用距離、提高系統(tǒng)測(cè)量精度以及觀測(cè)包括隱身目標(biāo)在內(nèi)的各種低可觀測(cè)目標(biāo)提供了技術(shù)潛力。由于上述眾多優(yōu)點(diǎn)，使得相控陣天線技術(shù)成為近年來(lái)雷達(dá)，通信系統(tǒng)中發(fā)展很快的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

目前的技術(shù)方案中部分采用一種極化設(shè)計(jì)，一旦設(shè)計(jì)完成，天線的極化就無(wú)法改變；部分采用極化可變方案，如使用可控二極管技術(shù)，通過(guò)直流偏置電壓控制二極管的導(dǎo)通與開(kāi)路，改變天線電流分布，從而實(shí)現(xiàn)極化、方向圖或者頻率重構(gòu)。另外的是采用電機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)圓極化輻射單元的極化角旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)左右旋重構(gòu)。

可變極化方案中，前者在將增加損耗，以及一些由二極管引入的寄生效應(yīng)同時(shí)也增加天線的成本；后者將增大天線的剖面高度，和復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上的上述不足，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N成本低、占用空間小，可實(shí)現(xiàn)任意極化切換的多功能相控陣天線。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本申請(qǐng)技術(shù)方案如下：

一種可實(shí)現(xiàn)左右旋圓極化切換的相控陣天線，其特征在于：包括N個(gè)2*2 的TR子陣，每個(gè)TR子陣含4個(gè)相控陣天線輻射單元，每個(gè)TR子陣的TR通道數(shù)為1*4個(gè)；每個(gè)相控陣天線輻射單元包括貼片和位于貼片上的含饋點(diǎn)A，每個(gè)相控陣天線輻射單元為單饋點(diǎn)饋電。

進(jìn)一步地，TR子陣的結(jié)構(gòu)為瓦片式或磚塊式。

進(jìn)一步地，每個(gè)TR子陣的收發(fā)通道模塊包括4個(gè)收發(fā)通道；每個(gè)收發(fā)通道模塊包括收發(fā)放大多功能電路、衰減移相放大多功能電路、電源控制電路、波控控制電路和功分器；收發(fā)放大多功能電路實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)的功率放大，接收信號(hào)的低噪聲放大和收發(fā)切換的功能；衰減移相放大多功能電路實(shí)現(xiàn)對(duì)組件的衰減、移相控制和信號(hào)放大；波控控制電路實(shí)現(xiàn)將波控機(jī)發(fā)出的高速串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行控制碼，控制衰減移相電路；電源控制電路實(shí)現(xiàn)通道接收、發(fā)射電源單獨(dú)可控；功分器實(shí)現(xiàn)通道信號(hào)的功分或合成；通過(guò)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(shí)現(xiàn)極化方式改變。

更進(jìn)一步地，每個(gè)TR子陣的收發(fā)通道模塊包括1個(gè)四合一多功能集成SOC芯片或者半個(gè)八合一多功能集成SOC芯片，分別驅(qū)動(dòng)4個(gè)TR收發(fā)芯片，由波控子板實(shí)現(xiàn)幅度相位控制、收發(fā)電源控制和工作模式切換。

具體而言，收發(fā)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(wǎng)絡(luò)、控制和電源饋線網(wǎng)絡(luò)，射頻集成板由多層微波板設(shè)計(jì)，多層微波板為射頻集成板與FR4混壓結(jié)構(gòu)，集成射頻通道饋電網(wǎng)絡(luò)、控制和電源饋線網(wǎng)絡(luò)，多功能集成SOC芯片與多層微波板由金絲鍵合方式互聯(lián)。

進(jìn)一步地，TR通道模塊的各區(qū)域塊并行控制，每個(gè)區(qū)域的4個(gè)通道串行讀寫(xiě)；整個(gè)TR通道模塊共用時(shí)鐘信號(hào)、片選信號(hào)、鎖存信號(hào)和收發(fā)開(kāi)關(guān)信號(hào)，每個(gè)通道的控制數(shù)據(jù)采用并行收發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)高速的相位和幅度控制以及每個(gè)通道多功能芯片上工作狀態(tài)控制。