[發明專利]一種低成本小型化動中通天線及基于該天線的相控陣系統

有效

• 申請號: 202110207806.8
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113037318B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 譚大軍;黃東;蘭顯輝;吳健容;王利
• 申請（專利權）人: 成都老鷹信息技術有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B1/44
• 代理公司: 成都正德明志知識產權代理有限公司 51360
• 代理人: 雷正

本發明公開了一種低成本小型化動中通天線及基于該天線的相控陣系統，其中天線單元和TR芯片，其TR芯片包含接收和發射支路，接收支路和發射支路分別由低噪聲放大器和功率放大器提供系統需要的增益，同時接收和發射支路為時分體制，采用一個單刀雙擲開關共用天線，并利用上述天線和TR芯片，構建陣列向空單元，射頻信號通過驅動放大后分別反饋入各路通道，每個通道由幅相調控單元，TR芯片和天線構成。同時采用DAC對外部控制信號進行解碼，并控制幅相調控單元，實現控制天線的波束掃描。該方案突破從GaN基單元電路芯片演進到集成化收發前端的關鍵技術，實現相控陣天線系統的芯片化、小型化、輕重量、高可靠性，從而改變整個系統的緊湊性及成本。

技術領域

本發明涉及無線電技術領域，具體涉及一種低成本小型化動中通天線及基于該天線的相控陣系統。

背景技術

自1960年代以來，衛星通信已成為當代最具競爭力的通信手段,特別是在現代戰爭中，衛星通信是對軍隊實施作戰指揮和管理的重要途徑。衛星通信不僅可以實現保密通信，而且通信覆蓋區域大、通信距離遠且通信成本不隨距離增加而增加。此外，不僅可以進行話音通信而且還能傳送數據、圖像以及傳真等。因此，衛星通信在各個行業，特別是在海洋上等普通通信無法實現的一些地方，都得到了廣泛使用。

車載“動中通”是一種能在移動中進行不間斷衛星通信的車載站,工作于Ka頻段，使用同步衛星，具有信息種類多、容量大、覆蓋面廣、機動靈活等特點，可進行語音、圖像、數據等多媒體信息的傳輸。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種低成本小型化動中通天線及基于該天線的相控陣系統，通過下述技術方案實現：

一方面，提出一種低成本小型化動中通天線，包括天線單元和TR芯片，所述TR芯片包括接收支路、發射支路和單刀雙擲開關，所述天線單元通過所述單刀雙擲開關連接至所述TR芯片上；

所述接收支路用于接收來自通訊衛星的信號；

所述發射支路用于向通迅衛星發送數據信號；

所述單刀雙擲開關用于實現對當前天線的進行發射模式和接收模式的切換。

上述方案的有益效果是，利用芯片封裝實現天線接收和發射向的切換，突破從GaN基單元電路芯片演進到集成化收發前端的關鍵技術，實現相控陣天線系統的芯片化、小型化、輕重量、高可靠性，從而改變整個系統的緊湊性及成本。

進一步的，所述天線單元連接至所述單刀雙擲開關的動端，所述接收支路和發射支路分別連接至所述單刀雙擲開關的兩個不動端。

上述進一步方案的有益效果是，利用單刀雙擲開關實現發射支路和接收支路時分體制。

進一步的，所述接收支路為功率放大器，用于為接收支路提供系統增益，所述功率放大器的輸入端連接下一級系統單元，輸出端連接至所述單刀雙擲開關的一個不動端，其電源引腳VD_PA連接至所述單刀雙擲開關的供電電源引腳VC，電源引腳VG_PA連接至所述單刀雙擲開關的供電電源引腳

上述進一步方案的有益效果是，通過功率放大器對接收支路提供系統所需要的增益。

進一步的，所述發射支路為低噪聲放大器，用于為發射支路提供系統增益，所述低噪聲放大器的輸入端連接至所述單刀雙擲開關的另一個不動端，輸出端連接至所述下一級系統單元，其電源引腳VD_LNA連接至所述單刀雙擲開關的供電電源引腳VC，電源引腳VG_LNA連接至所述單刀雙擲開關的供電電源引腳

上述進一步方案的有益效果是，通過低噪聲放大器對發射支路提供系統所需要的增益。

進一步的，所述TR芯片采用GaN基底。

上述進一步方案的有益效果是，GaN工藝線無論從技術指標還是工藝的可靠性方面都是世界一流水平。選用該工藝可以在同一個晶圓上一次性完成兩款芯片的流片驗證，降低單個芯片的流片成本。