[發明專利]一種超寬帶相控陣雷達天線電路

有效

• 申請號: 202011522827.0
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112736496B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 賽景波;劉琦;劉娜
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01Q23/00
• 分類號: H01Q23/00;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超寬帶相控陣雷達天線電路，其特征在于，包括發射模塊和接收模塊兩部分，接收模塊由八路接收組成，每一路由微帶貼片天線接收連接到第一低噪聲放大器QPL9547進行放大，之后連接到第二低噪聲放大器QPL9547進行二次放大，放大后的接收信號連接到移相器電路進行相位切換，切換后的八路不同接收信號通過一個八合一功率合成器進行信號相加，之后一路信號生成IQ兩路送入到FPGA中進行信號處理；發射模塊同理，所需要發射信號通過電子開關進行切換發射天線1或者發射天線2進行發射，所述發射模塊與接收模塊間距為為頻率為3GHz的電磁波在自由空間中的波長，且發射模塊和接收模塊之間用完整的金屬地隔開，所述金屬地包括多個地孔，進而減小發射天線陣發出的電磁波對接收天線陣的影響；所述的八路接收為由8個相同蝶形微帶貼片天線單元組成，相鄰蝶形微帶貼片天線單元的中心間距為1/2 λ，每個蝶形微帶貼片天線單元連接第一低噪聲放大器QPL9547、第二低噪聲放大器QPL9547、移相器后為一個支路輸入，共有8個相同的支路輸入，然后分別接入八合一功率合成器后合成一路信號；所述蝶形微帶貼片天線單元由上層金屬貼片、下層金屬貼片、上層饋線、下層饋線和介質板組成，所述上、下層金屬貼片分別位于介質板的上下表面，厚度為0.035mm，關于上層饋線的中軸線成軸對稱，蝶形單元的上層金屬貼片由等腰三角形貼片、矩形貼片拼接而成，矩形貼片的一條長邊連接三角形的底邊，對與另一條長邊相連的兩個直角進行90°倒圓角處理，等腰三角形的高W2=5mm，矩形貼片的長L1=18mm，寬W1=5.6mm，倒圓角的半徑r1=13.7mm，上、下層金屬貼片關于上層饋線成軸對稱，上層饋線由第一矩形微帶線和第二矩形微帶線組成，第一矩形微帶線的寬度W3=1.6mm，長度L3=48.1mm，第二矩形微帶線的寬度W4=3.8mm，長度L4=13mm，兩者之間由錐形漸變線連接，以減小兩段微帶線間的插入損耗，下層饋線由第三矩形微帶線、三角形微帶巴倫和第四矩形微帶線組成，第三矩形微帶線寬度為1mm，長度L5=37.4mm，三角形微帶巴倫的長度W5=56.3mm，高度L2=2mm，三角形微帶巴倫可實現不平衡到平衡的轉換，第四矩形微帶線高度L6=21.5mm。

2.根據權利要求1所述的一種超寬帶相控陣雷達天線電路，其特征在于，所述的八合一功率合成器為八合一Wilkinson功率合成器，該八合一功率合成器共有三級：第一級為四個相同的二合一Wilkinson功率合成器，共有8個輸入端，分別記為，相鄰輸入端間距為，四個輸出端，分別記為，相鄰輸出端間距為；第二級為第一級的輸出端經二合一Wilkinson功率合成器合成一路，記為，第一級的輸出端經二合一Wilkinson功率合成器合成一路，記為，和之間的間距為2；第三級為第二級輸出端和經二合一Wilkinson功率合成器合成一路，記為，以此實現八路輸入功率相等的功率合成；所述二合一Wilkinson功率合成器由第一微帶線、第二微帶線、第一隔離電阻和第二隔離電阻組成，第一微帶線阻抗值為Ω，第二微帶線阻抗值為Ω，第一隔離電阻=93Ω，第二隔離電阻=265Ω，各級之間由四分之一圓弧微帶線和矩形微帶線組成，圓弧微帶線和矩形微帶線的阻抗均為50Ω。

3.根據權利要求1所述的一種超寬帶相控陣雷達天線電路，其特征在于，所述的接收天線陣中的8個相同蝶形單元與第一低噪聲放大器之間采用阻抗漸變線進行阻抗匹配，第一低噪聲放大器和第二低噪聲放大器之間采用阻抗漸變線進行阻抗匹配；第二低噪聲放大器和移相器之間除阻抗漸變線還有接地電感，用來匹配第二低噪聲放大器和移相器之間的阻抗虛部，8個移相器輸出端分別連接八合一功率合成器的輸入端。

4.根據權利要求1所述的一種超寬帶相控陣雷達天線電路，其特征在于，所述的電子開關為ADI公司的HMC321ALP4E，為單刀雙擲開關，工作頻率范圍為DC-8GHz；所述發射天線陣由第一蝶形單元和第二蝶形單元組成，這兩個蝶形單元分別接入電子開關的兩個輸出端，這兩個蝶形單元與接收天線陣中的蝶形單元一致，間距，發射天線陣和接收天線陣之間用金屬板隔離，減小發射天線陣發出的電磁波對接收天線陣的干擾，當切換電子開關的輸出端時，可將接收天線陣等效為16蝶形單元組成的線陣，縮窄了接收天線陣的掃描波束寬度，提高探測精度。