[发明专利]一种Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵

权利要求书

1.一种Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵，其特征在于，包括天线辐射贴片、液晶移相器模块、功分网络模块和四路可调电源模块，

所述天线辐射贴片嵌合于第一介质基板，所述液晶移相器模块嵌合于第二介质基板，所述功分网络模块嵌合于第三介质基板，所述四路可调电源模块通过低频线焊接在第三介质基板下表面的偏压加载电路上，从上至下依次为所述第一介质基板、所述第二介质基板和第三介质基板，且所述第二介质基板与所述第一介质基板和所述第三介质基板连接；

所述液晶移相器模块采用将三分支线定向耦合器和反射负载集成于所述第二介质基板，所述反射负载与所述天线辐射贴片连接，所述功分网络模块将隔直流偏置电路、偏压加载电路和槽线差分功分器集成于所述第三介质基板，所述第三介质基板通过所述偏压加载电路与所述三分支线定向耦合器连接，所述四路可调电源模块将芯片与运算放大器集成于一个FR4材料基板上；

所述反射负载包括低阻抗反射负载和高阻抗反射负载，所述低阻抗反射负载与所述天线辐射贴片连接，并与所述三分支线定向耦合器连接；所述高阻抗反射负载与所述三分支线定向耦合器连接；所述低阻抗反射负载与所述高阻抗反射负载集成在所述第二介质基板；

所述天线辐射贴片的数量为四个，并依次印刷在所述第一介质基板上，通过缝隙耦合馈电；

所述第二介质基板包括第一介质层、第二介质层和第三介质层，所述第一介质层与所述第一介质基板连接，所述第二介质层与所述第一介质层连接，并具有第一液晶槽，所述第三介质层与所述第二介质层连接，并具有第二液晶槽，与所述第一液晶槽贯通；所述反射负载置于所述第一液晶槽和所述第二液晶槽中。

2.如权利要求1所述的Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵，其特征在于，

所述第三介质基板包括第四介质层和第五介质层，所述第四介质层与所述第三介质层连接，所述隔直流偏置电路、所述偏压加载电路和所述槽线差分功分器集成于所述第五介质层，并位于靠近所述第四介质层的一侧；所述第五介质层与所述第四介质层连接，且通过低频线插入贯穿所述第四介质层与所述第五介质层的插针孔中。

3.如权利要求2所述的Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵，其特征在于，

所述天线辐射贴片包括接地金属过孔和金属贴片，所述接地金属过孔伸入所述第一介质基板内，所述金属贴片连接所述接地金属过孔，并位于所述第一介质基板远离所述第二介质基板的表面。

4.基于权利要求3所述的一种Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵的方法，其特征在于，

通过金属贴片和电线接收信号，并通过接地金属过孔传输；

偏压施加到形成反射负载的导体上时，电极下的液晶分子的方向发生变化；

隔直流偏置电路中，偏压信号和功分网络反馈入口射频信号进行阻隔，偏压加载电路中，扇形径向枝节作为开路枝节用于短路传输。

5.如权利要求4所述的Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵的方法，其特征在于，在偏压施加到形成反射负载的导体上时，电极下的液晶分子的方向发生变化从而改变有效介电常数，影响反射负载的电抗，进而改变差相移之后，还包括：

所述偏压加载电路采用多级扇形枝节级联，枝节末端焊盘，为后续采用低频连接线与FPGA电压源模块预留接口。

6.如权利要求5所述的Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵的方法，其特征在于，在所述隔直流偏置电路中，偏压信号和功分网络反馈入口射频信号进行阻隔，所述偏压加载电路中，扇形径向枝节作为开路枝节用于短路传输之后，还包括：

在第五介质层通过两个功分器的两个输出口，第五介质层上表面的微带线在馈电端口进行馈电辐射。

7.如权利要求6所述的Ka波段基于液晶反射式移相器的1×4平面相控阵的方法，其特征在于，在通过在所述第五介质层通过两个功分器的两个输出口，所述第五介质层上表面的微带线在馈电端口进行馈电辐射之后，还包括；

以FPGA芯片作为控制核心，通过调节运算放大器放大倍数来实现电压连续可调和单独控制。