[發明專利]多波束相控陣芯片、接收機模塊以及發射機模塊

有效

• 申請號: 202010864310.3
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111952726B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 彭娜
• 申請（專利權）人: 南京匯君半導體科技有限公司
• 主分類號: H01Q3/34
• 分類號: H01Q3/34;H04B1/40
• 代理公司: 北京元合聯合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11653
• 代理人: 李非非

本發明提供了一種多波束相控陣芯片，該多波束相控陣芯片包括：兩個第一端口；分為兩組的八個分路端口，每一所述第一端口通過平衡差分電路與一組四個所述分路端口連接，所述八個分路端口中任意兩個所述分路端口和與其對應連接的所述第一端口之間的信號損耗系數相等；八條移相電路，每一條所述移相電路僅與一個所述分路端口連接；四個功分器，所述八個分路端口中不同組的所述分路端口兩兩配置為一對，四對所述分路端口分別通過與其對應連接的所述移相電路連接至不同的所述功分器；四個第二端口，分別連接至不同的所述功分器。此外，本發明還提供了基于上述多波束相控陣芯片的衍生結構。

技術領域

本發明涉及相控陣天線設備的電路設計領域，尤其涉及一種多波束相控陣芯片、接收機模塊以及發射機模塊。

背景技術

在衛星通信、5G通信等應用場景中，其配套的天線設備需要滿足多連接、高可靠性、低延時以及高帶寬等性能需求，相控陣技術由于其快速的電子轉向特性，成為解決這些性能需求的核心技術。相控陣技術是通過控制單元的相位來改變波束的指向。為了確保通信質量和低延時等要求，要求具備更多的通道數量和更靈活的波束控制，通常需要設置具有大量通道的大規模陣列。因此，利用多波束相控陣來進一步提升通信容量成為業內所選用的優選方法。

多波束相控陣系統需要輸出或輸入數個波束，這就需要復雜的多波束網絡來實現多個波束的分布及合成，更進一步地，多波束相控陣系統中通常將多波束相控陣電路封裝為芯片的形式，并期望該芯片輸入或輸出的各個波束之間需要實現足夠高的隔離度，以避免波束之間的相互干擾，如果想實現平衡的多波束輸出或輸入，同時還期望上述各個波束在傳輸過程中的損耗基本相等。然后，目前現有技術中尚未就平衡多波束相控陣芯片的結構提供一種成熟可用的解決方案。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種多波束相控陣芯片，該多波束相控陣芯片包括：

兩個第一端口；

分為兩組的八個分路端口，每一所述第一端口通過平衡差分電路與一組四個所述分路端口連接，所述八個分路端口中任意兩個所述分路端口和與其對應連接的所述第一端口之間的信號損耗系數相等；

八條移相電路，每一條所述移相電路僅與一個所述分路端口連接；

四個功分器，所述八個分路端口中不同組的所述分路端口兩兩配置為一對，四對所述分路端口分別通過與其對應連接的所述移相電路連接至不同的所述功分器；

四個第二端口，分別連接至不同的所述功分器。

根據本發明的一個方面，該多波束相控陣芯片中，所述平衡差分電路包括：設置在所述第一端口和所述分路端口之間的多條信號分路電路，每一所述信號分路電路用于連接所述第一端口以及與其對應的一個所述分路端口；所述多條信號分路電路中的任意兩條所述信號分路電路具有相同或鏡像對稱的結構。

根據本發明的另一個方面，該多波束相控陣芯片中，每一所述信號分路電路包括：與所述第一端口連接的第一級功分器；與所述第一級功分器連接的第一級差分連接線；通過所述第一差分連接線與所述第一級功分器連接的第二級差分功分器；與所述第二級差分功分器連接的第二級差分連接線，所述第二級差分連接線配置成僅與對應的一個所述分路端口連接。

根據本發明的另一個方面，該多波束相控陣芯片中，所述第一級功分器是單端信號功分器；每一所述信號分路電路還包括設置在所述第一級功分器和所述第一級差分連接線之間的巴倫。

根據本發明的另一個方面，該多波束相控陣芯片中，所述多條信號分路電路包括的所有所述第一級功分器的工作參數相同，所有所述第二級差分功分器的工作參數相同，所有所述第一級差分連接線的特征阻抗相同，所有所述第二級差分連接線的特征阻抗相同。

根據本發明的另一個方面，該多波束相控陣芯片中，相鄰的兩條所述第一級差分連接線在電路板上具有交叉點；相鄰的兩條所述第二級差分連接線在電路板上具有交叉點。