[發明專利]一種收發共口徑相控陣天線

有效

• 申請號: 202010789801.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111786133B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 郭凡玉;張成軍;吳祖兵;顏微;羅烜
• 申請（專利權）人: 成都天銳星通科技有限公司
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q21/24;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52
• 代理公司: 蘇州吳韻知識產權代理事務所(普通合伙) 32364
• 代理人: 王銘陸

1.一種收發共口徑相控陣天線，其特征在于包括PCB多層板，所述PCB多層板的正面為天線單元，背面為饋電網絡及焊接多功能多通道芯片，其余中間各層為射頻信號、芯片的饋電及控制走線，所述PCB多層板上陣列設置的多個收發雙頻天線，所述PCB多層板上位于多個收發雙頻天線的中間設有發射單頻天線，所述多個收發雙頻天線上層均設有射頻發射天線，所述PCB多層板設有將收發雙頻天線、發射單頻天線隔離的隔離腔結構; 所述收發雙頻天線包括發射天線貼片（1）、接收天線貼片（2）、類同軸內導體（4）、類同軸外導體（5）和電橋（6），所述發射天線貼片（1）、接收天線貼片（2）、類同軸內導體（4）和類同軸外導體（5）構成高頻發射天線，所述接收天線貼片（2）、電橋（6）構成了低頻接收天線，所述發射天線貼片（1）為天線的輻射貼片，接收天線貼片（2）為低頻接收天線的輻射貼片同時也是天線的地，發射天線貼片（1）上的縫隙（19）可使類同軸饋電處于貼片中心，類同軸內導體（4）從接收天線貼片（2）的中心穿過，接收天線采用雙饋電形式, 由饋電通孔（20）實現，饋電通孔從接收天線貼片（2）處于的十金屬層（10）穿過十一金屬層（11）底到電橋（6）所處的金屬層十二（12）連接到電橋（6）的兩個輸出端口，電橋（6）的兩個輸出端口具有90度相位差，且與發射天線的圓極化正交; 所述單頻發射天線包括發射天線貼片（1）、類同軸內導體（4）、類同軸外導體（5）以及天線地（21），天線地（21）同收發雙頻天線的接收天線貼片（2）位于十金屬層（10），接收天線貼片（2）和天線地（21）通過金屬層開縫隙（22）分開，所述類同軸外導體（5）和接地孔（3）分別連接到十金屬層（10）底和十三金屬層（13）。

2.根據權利要求1所述的一種收發共口徑相控陣天線，其特征在于：所述PCB多層板包括九金屬層（9）、十金屬層（10）、十一金屬層（11）、十二第金屬層（12）、十三金屬層（13）、十四金屬層（14）、十五金屬層（15）、十六金屬層（16）、十七金屬層（17）、十八金屬層（18）以及各金屬層之間的介質層。

3.根據權利要求2所述的一種收發共口徑相控陣天線，其特征在于：所述九金屬層（9）是發射天線貼片（1）層，十金屬層（10）是接收天線貼片（2）和發射天線接地層，十一金屬層（11）是接收天線接地層，十金屬層（10）和十一金屬層（11）通過若干接地孔連接，十二金屬層（12）是電橋（6），十三金屬層（13）是接地層，十四金屬層（14）和十六金屬層（16）分別為芯片供電的走線層和芯片控制的走線層，十五金屬層（15）和十七金屬層（17）均為接地層，十八金屬層（18）是饋電網絡及芯片焊接層。

4.根據權利要求1所述的一種收發共口徑相控陣天線，其特征在于：所述類同軸內導體（7）與電橋輸入端口連接同類同軸外導體（8）接收天線的饋電。

5.根據權利要求1所述的一種收發共口徑相控陣天線，其特征在于：所述單頻發射天線與雙頻收發天線的發射天線的地位于同一層，所述單頻發射天線與雙頻收發天線的發射天線結構相同。

6.根據權利要求1所述的一種收發共口徑相控陣天線，其特征在于：所述隔離腔結構包括接地孔（3）、金屬條帶（23）、十金屬層（10）、十一金屬層（11）和十三金屬層（13），所述金屬條帶（23）設置于射頻發射天線的外側，所述十金屬層（10）、十一金屬層（11）通過由上至下的貫通孔連通，使若干所述接地孔（3）圍成許多圓形以及多邊形的圈，接地孔（3）與金屬層（11）和十三金屬層（13）圍成的圓形腔將電橋隔離起來，防止各電橋的信號串擾，十一金屬層（11）與十三金屬層（13）近距離設置形成平板傳輸線使電磁波在此兩層之間傳播，使天線單元的激勵耦合。

7.一種權利要求1-6中任一項所述的一種收發共口徑相控陣天線的布陣方法，其特征在于四個收發雙頻天線中間放置一個發射單頻天線，發射和接收均為矩形布陣，發射單元間距為d2，接收單元間距為d1，間距d≤λ/(1+|sin(θ)|)，其中λ是波長，θ為相控陣掃描角度，波長λ與頻率f的關系λ=c/f，c為光速，滿足收發陣面陣元對間距的要求，實現了收發共口徑。