[發明專利]相控陣天線

有效

• 申請號: 202011176881.4
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112332112B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 劉世云;羅烜;姚付良;魏征;郭凡玉
• 申請（專利權）人: 成都天銳星通科技有限公司
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/50;H01Q3/34
• 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

本發明提供了一種相控陣天線，該相控陣天線包括控制板和至少一個天線板陣列，其中：所述天線板陣列包括多個天線板；所述多個天線板中的第N個天線板和第N+1個天線板之間通過差分通信線纜直接連接，令所述多個天線板形成串聯在同一條差分信號傳輸通路上的天線板序列，其中N為大于零的正整數；所述控制板與所述天線板序列中的第1個天線板之間通過差分通信線纜直接連接，從所述控制板輸出的差分控制信號通過所述差分信號傳輸通路依次輸入至所述多個天線板中。

技術領域

本發明涉及相控陣天線設備的結構和電路設計領域，尤其涉及一種相控陣天線。

背景技術

現有的相控陣天線設備中，通常使用控制板來控制天線陣列中的天線板(即天線陣面)的工作，具體而言，所述控制板生成控制信號，并將該控制信號分別發送至與其連接的天線板，該控制信號用于控制所述天線板。在平面相控陣天線中，控制板與天線板兩者之間常采用一對多并行的通信連接方式，也即多個天線板分別通過線纜直接連接至同一控制板，相應地，所述控制板上需要設置與所述天線板的數量相等的線纜接口。請參考圖1，圖1是現有技術中的平面相控陣天線的一種常見結構的示意圖，其中天線陣列的數量為兩個，分別排布在控制板的左右兩側，每一天線陣列是由9個天線板構成的9陣面結構，對應于兩個天線陣列的天線板的總數，控制板上一共具有18個線纜接口，每一線纜接口連接一個對應的天線板。如圖1示出的平面相控陣天線的常見結構中，控制板與天線板之間的接法雖然可以保證相控陣天線系統中的通信速度的需求，但其缺陷也是顯而易見的，尤其是在天線陣列中天線板數量較多的情況下，這些缺陷所帶來的負面影響更加明顯：一方面，由于控制板上需要提供與天線板的總個數相等的接口，當天線板數量增加時，控制板的接口數隨之增加，這導致控制板的體積也隨之增加，并且控制板中的處理器會出現引腳資源不足的困境；另一方面，由于每一天線板都通過獨立的線纜與控制板連接，這導致線束數量過多，使得相控陣天線的裝機難度和復雜度較大，當天線板數量增加時，距離控制板較遠的天線板需要使用較長的線纜來連接控制板，而線纜長度與通信速度呈反比，因而通信速度的下降約束了相控陣天線的工作性能。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種相控陣天線，該相控陣天線包括控制板和至少一個天線板陣列，其中：

所述天線板陣列包括多個天線板；

所述多個天線板中的第N個天線板和第N+1個天線板之間通過差分通信線纜直接連接，令所述多個天線板形成串聯在同一條差分信號傳輸通路上的天線板序列，其中N為大于零的正整數；

所述控制板與所述天線板序列中的第1個天線板之間通過差分通信線纜直接連接，從所述控制板輸出的差分控制信號通過所述差分信號傳輸通路依次輸入至所述多個天線板中。

根據本發明的一個方面，所述相控陣天線中所述多個天線板矩陣狀排布，所述天線板陣列為天線板矩陣。

根據本發明的另一個方面，所述相控陣天線中所述第1個天線板是設置在所述天線板矩陣中的行或列的起始位置處的天線板。

根據本發明的另一個方面，所述相控陣天線中所述第N個天線板和所述第N+1個天線板在所述天線板矩陣中相鄰地排列。

根據本發明的另一個方面，所述相控陣天線中所述天線板陣列的數量為兩個，分別為發射天線陣列和接收天線陣列。

根據本發明的另一個方面，所述相控陣天線中所述多個天線板中的每一所述天線板包括：輸入接口芯片，用于輸入所述差分控制信號，并將所述差分控制信號轉換為單端控制信號后輸出；輸出接口芯片，該輸出接口芯片通過單端通信線纜與所述輸入接口芯片連接，用于將輸入的所述單端控制信號轉換為所述差分控制信號后輸出；處理器，該處理器與所述單端通信線纜連接，用于接收和處理所述單端控制信號。

根據本發明的另一個方面，所述相控陣天線中所述多個天線板中的每一所述天線板還包括：與所述輸入接口芯片的輸入端連接的匹配電阻。