[發(fā)明專利]Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111284269.3
• 申請(qǐng)日: 2021-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN114204260A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張運(yùn)啟;陳佳騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/42
• 分類號(hào): H01Q1/42;H01Q1/38;H01Q21/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于，包括：天線罩(1)、天線陣面(2)、瓦片式相控陣接收模塊(3)和殼體(5)；

天線罩(1)、天線陣面(2)、瓦片式相控陣接收模塊(3)自上而下依次設(shè)置，且天線陣面(2)、瓦片式相控陣接收模塊(3)均位于殼體(5)內(nèi)部；

天線罩(1)包括罩體(11)以及內(nèi)嵌于罩體(11)中且呈矩形周期排列的多個(gè)金屬環(huán)組(12)，該周期性排列的金屬環(huán)組構(gòu)造了電磁超材料；

天線陣面(2)包括N個(gè)正交縫隙耦合饋電的多層貼片寬帶微帶圓極化天線單元(21)，其中N≥16；

瓦片式相控陣接收模塊(3)包括M個(gè)相控陣接收子模塊，每個(gè)相控陣接收子模塊中均包括N/M個(gè)低噪聲放大器、N/M個(gè)多功能芯片以及H套N/M路合1的合成器；其中M≥1，H≥2，且M與N的取值需保證N/M為正整數(shù)；

N/M個(gè)低噪聲放大器與N/M個(gè)多功能芯片一一對(duì)應(yīng)，用于接收天線單元發(fā)送的信號(hào)并進(jìn)行放大處理后輸入至多功能芯片；

每個(gè)多功能芯片均包括1分H功分器以及H路并行的信號(hào)處理通道，每個(gè)信號(hào)處理通道都集成有放大器、移相器、衰減器以及均衡器；

每個(gè)多功能芯片中的1分H路功分器將天線單元輸出的信號(hào)分成H路后，再經(jīng)過(guò)H路信號(hào)處理通道處理，輸出H路信號(hào)，將所有多功能芯片的H路信號(hào)按照順序編號(hào)后分別輸出至H套N/M路合1的合成器進(jìn)行同編號(hào)合束；

M個(gè)相控陣接收子模塊則輸出H×M路合束信號(hào)，每路合束信號(hào)按照順序編號(hào)輸出。

2.如權(quán)利要求1所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：當(dāng)M≥2時(shí)，該子陣還包括設(shè)置在瓦片式相控陣接收模塊(3)下方的合成網(wǎng)絡(luò)(4)，合成網(wǎng)絡(luò)包括H套M路合1的合成器；H套M路合1的合成器輸入為H×M路合束信號(hào)，H套M路合1的合成器輸出為H路二次合束信號(hào)。

3.如權(quán)利要求2所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：所述金屬環(huán)組(12)包括三層大小不同的六邊形金屬環(huán)，三層六邊形金屬環(huán)內(nèi)嵌高度不同，小環(huán)離所述天線陣面(2)最遠(yuǎn)，大環(huán)離所述天線陣面(2)最近；金屬環(huán)組12的外形尺寸隨著偏離所述天線陣面(2)中心的距離逐漸變大。

4.如權(quán)利要求3所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：所述天線陣面中以2×2個(gè)天線單元作為一個(gè)陣面子模塊，陣面子模塊內(nèi)四個(gè)天線單元依次旋轉(zhuǎn)90°。

5.如權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：?jiǎn)蝹€(gè)天線單元(21)從上到下依次為天線部分(211)、饋線部分(212)和圓極化結(jié)構(gòu)部分(213)。

6.如權(quán)利要求5所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：天線部分(211)包括從輻射面(2111)、主輻射面(2112)、介質(zhì)腔(2113)、第一介質(zhì)層(2114)和第二介質(zhì)層(2115)；介質(zhì)腔(2113)用于增大天線帶寬；從輻射面(2111)設(shè)置在第一介質(zhì)層(2114)上，主輻射面(2112)設(shè)置在第二介質(zhì)層(2115)上。

7.如權(quán)利要求5所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：饋線部分(212)包括具有兩個(gè)正交矩形縫隙的第一地板(2121)、兩個(gè)正交饋線(2122)、第三介質(zhì)層(2123)、第四介質(zhì)層(2124)和第二地板(2125)；

第一地板(2121)、第三介質(zhì)層(2123)、兩個(gè)正交饋線(2122)、第四介質(zhì)層(2124)和第二地板(2125)自上而下依次設(shè)置；

第三介質(zhì)層(2123)和第四介質(zhì)層(2124)上設(shè)計(jì)金屬化過(guò)孔，包圍兩個(gè)正交饋線形成基片集成波導(dǎo)腔。

8.如權(quán)利要求5所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：圓極化結(jié)構(gòu)(213)包括自上而下依次設(shè)置的第五介質(zhì)層(2131)、3dB電橋(2132)、第六介質(zhì)層(2133)以及第三地板(2134)；

3dB電橋(2132)為帶狀線結(jié)構(gòu)。

9.如權(quán)利要求1所述的Q/V頻段低軌衛(wèi)星瓦片式相控陣接收標(biāo)準(zhǔn)子陣，其特征在于：所述殼體上設(shè)置有H個(gè)用于輸出二次合束信號(hào)的射頻接口(6)以及一個(gè)用于提供電源和控制信號(hào)的電源及控制接口(7)。