[發明專利]有源寬帶天線

有效

• 申請號: 201980057379.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN112640212B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 卡爾森·R·懷特;赫·J·宋
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: H01Q5/50
• 分類號: H01Q5/50;H01Q5/335;H01Q23/00;H03F3/16
• 代理公司: 北京鴻德海業知識產權代理有限公司 11412
• 代理人: 于未茗

1.一種寬帶有源天線系統，包括具有N個輸出的無源天線，所述N個輸出中的每一個直接耦合到相關聯的緩沖放大器，其中，所述N個輸出與各個相關聯的緩沖放大器的第一有源級之間的物理距離被維持為盡可能合理地短，所述寬帶有源天線系統具有比所述無源天線的標稱帶寬更大的標稱帶寬；

其中所述相關聯的緩沖放大器被配置為在頻率fc以上和以下與天線阻抗Za阻抗匹配，所述相關聯的緩沖放大器輸出阻抗還被配置為對于fc以上和以下的輸入頻率與系統阻抗Z0匹配。

2.根據權利要求1所述的寬帶有源天線系統，其中，所述天線是從由單極化背腔正弦天線和雙極化背腔正弦天線或對數周期天線構成的組選擇的接收天線。

3.根據權利要求2所述的寬帶有源天線系統，其中，各個相關聯的緩沖放大器的所述第一有源級布置在一個或多個IC芯片中，所述一個或多個IC芯片直接接合到所述無源天線的所述輸出，各個相關聯的緩沖放大器具有反饋電路。

4.根據權利要求3所述的寬帶有源天線系統，其中，所述無源天線被配置為在頻率fc處和頻率fc以上但不在頻率fc以下與所述天線阻抗Za阻抗匹配，所述頻率fc是所述無源天線被設計為操作所針對的相對較低的擴展頻帶與相對較高的傳統頻帶之間的過渡頻率，其中，所述無源天線具有大于或等于在所述傳統頻帶中的最小頻率處的1/2個波長的尺寸，并且其中，所述無源天線具有小于在所述擴展頻帶中的最大頻率處的1/2個波長（λ）的尺寸。

5.根據權利要求3所述的寬帶有源天線系統，其中，各個相關聯的緩沖放大器耦合到衰減器，以提供與耦合到各個衰減器的接收器的輸出阻抗匹配。

6.根據權利要求3所述的寬帶有源天線系統，其中，各個相關聯的緩沖放大器耦合到具有至少一對輸出的信號組合網絡。

7.根據權利要求6所述的寬帶有源天線系統，其中，N=4，并且其中，來自所述信號組合網絡的所述至少一對輸出提供水平極化信號和垂直極化信號。

8.根據權利要求1至7中任意一項所述的寬帶有源天線系統，其中，各個相關聯的緩沖放大器被具體實施為多個相關聯的緩沖放大器中的一個緩沖放大器，所有緩沖放大器被具體實施在一個或多個集成電路中，所述一個或多個集成電路直接耦合到所述無源天線的所述輸出，而在所述一個或多個集成電路與所述無源天線的所述輸出之間沒有任何介入的RF傳輸線。

9.根據權利要求8所述的寬帶有源天線系統，其中，所述一個或多個集成電路被具體實施在單個IC芯片中，所述單個IC芯片被直接黏結到所述無源天線上的所述輸出。

10.根據權利要求1至7中任意一項所述的寬帶有源天線系統，其中，各個相關聯的緩沖放大器被具體實施為多個相關聯的緩沖放大器中的一個，所述多個相關聯的緩沖放大器中的各個緩沖放大器在單獨的集成電路中實施。

11.根據權利要求1至7中任意一項所述的寬帶有源天線系統，其中，所述物理距離不大于所述寬帶有源天線系統的任何發送和/或接收頻率的1/4個波長。

12.根據權利要求1至7中任意一項所述的寬帶有源天線系統，其中，所述物理距離不大于在低于所述天線的標稱帶寬中的最低頻率的擴展頻帶中的任何發送和/或接收頻率的0.1個波長。

13.一種寬帶有源天線系統，包括具有多個臂的天線，各個所述臂直接耦合到相關聯的緩沖放大器，所述緩沖放大器具體實施在一個或多個直接安裝在所述天線的所述臂上或安裝到所述臂的集成電路芯片中；

其中所述相關聯的緩沖放大器被配置為在頻率fc以上和以下與天線阻抗Za阻抗匹配，所述相關聯的緩沖放大器輸出阻抗還被配置為對于fc以上和以下的輸入頻率與系統阻抗Z0匹配。