[發明專利]一種全極化有源相控陣天線陣列

有效

• 申請號: 202110500382.4
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113437529B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 陳牧;陳虎;陳釗
• 申請（專利權）人: 蘇州軍杰電子科技有限公司
• 主分類號: H01Q15/24
• 分類號: H01Q15/24;H01Q1/52;H01Q21/00;H01Q21/24;H01Q1/50;H01Q23/00
• 代理公司: 蘇州云創億知識產權代理事務所(普通合伙) 32532
• 代理人: 陳蜜

本發明提供了一種全極化有源相控陣天線陣列，所述的全極化有源相控陣天線陣列包括全極化相控陣天線、全極化數字多通道收發模塊；全極化相控陣天線由正交饋電的雙線極化天線單元按陣列設計規則排列組成；全極化數字多通道收發模塊包括雙通道收發組件(T/R組件)、多功能收發數字板、數字傳輸及饋電網絡。每個所述的正交饋電的雙線極化天線單元有2個正交饋電端口分別與雙通道收發組件(T/R組件)2個收發端口連接，通過控制T/R組件內的2個數字移相器相位關系，使天線輻射電場或接收電場實現水平或垂直線極化、左旋或右旋圓極化等任意極化功能。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種全極化有源相控陣天線陣列。

背景技術

本部分的描述僅提供與本發明公開相關的背景信息，而不構成現有技術。

相控陣雷達掃描速度快、全空域監控探測能力強，不僅在各種軍事目標探測中得到廣泛應用，也在氣象探測、測繪成像、交通管制等國民經濟和社會生活密切相關的多個領域發揮重要作用。但由于各種探測目標對不同極化電磁波反射的特性各不相同，且不同極化電磁波在空間傳輸特性也存在差異，所以用多種極化電磁波探測，并把多種極化探測回波信息融合處理，有利于獲取更多的目標信息。

常規相控陣天線陣列一般設計后不能改動，只能實現固定極化的電磁波探測，如大量裝備水平極化的地面情報雷達、垂直極化的機載火控雷達。為了彌補單個極化電磁波探測信息的損失，科學工作者們又把水平極化的相控陣天氣和垂直極化的相控陣天線堆疊起來，形成雙線極化相控陣天線。這樣雖然能同時獲取2個極化的探測信息，但有源相控陣的設備量大幅增加，設備成本和研制難度、風險也指數級上升。如美國新一代大型地基相控陣雷達，周期長、成本極高，不利于大量生產和裝備部署。在空間環境探測等部分特殊領域，圓極化相控陣雷達具有特殊的應用效果，但圓極化電磁波經目標反射后電磁場極化分量較多，用傳統的固定極化天線接收都會存在能量損失。

隨著電子信息和探測技術的高速發展，對相控陣雷達的探測能力、多種應用場、多種應用功能提出了更多的要求。因此對未來相控陣雷達和有源相控陣天線提出了多極化甚至全極化的要求：不僅能實現水平線極化、垂直線極化、左旋圓極化、右旋圓極化、橢圓極化等各種電磁波發射和接收，還能實現各種極化的快速切換，便于探測信息相干融合；并且設備量和成本不能大幅增加，便于生產和裝備部署。

雖然目前已有雙極化有源相控陣天線陣列、圓極化有源相控陣天線陣列的研制，但天線的極化形式基本固定不變，尚未見可實現全極化的有源相控陣天線陣列或雷達系統的研制和生產裝備。有源相控陣天線陣列極化形式單一不變或無法做到全極化，在一定程度上限制了多功能、多任務相控陣系統的發展。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本發明的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本發明的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種全極化有源相控陣天線陣列。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種全極化有源相控陣天線陣列，所述的全極化有源相控陣天線陣列包括全極化相控陣天線、全極化多通道數字收發模塊及配套電源、骨架結構等，所述的全極化相控陣天線用于通過電磁波按指定形狀輻射或接收空間電磁波能量，并實現水平、垂直、左旋/右旋圓極化中的任一極化的電磁波發射和接收；

所述的全極化多通道數字收發模塊包括雙通道T/R組件、多功能收發數字板、數字傳輸及饋電網絡，所述的雙通道T/R組件(21)包括發射通道、接收通道，所述的發射通道用于微波信號的激勵、放大并為所述的全極化相控陣天線提供微波能量向空間輻射，所述的接收通道用于將所述的全極化相控陣天線接收到的微弱微波信號的放大并通過數字采樣將模擬信號轉化為數字信號，向后端的信息處理系統提供基帶數字接收信號。優選地，所述的全極化相控陣天線包括多個按陣列設計規則排列的正交雙極化天線單元，每個天線單元一般按工作頻率和陣列掃描角度確定排列規則和排列單元間距。