[发明专利]一种瓦片式相控阵天线的馈电结构及其加工方法

说明书

本申请涉及相控阵天线领域，具体的说，是涉及一种瓦片式相控阵天线的馈电结构及其加工方法，其包括实现微波射频信号传输载体的多层微波板，所述多层微波板上集成了相控阵天线辐射单元和TR组件，所述多层微波板的中部设置有半固化片，所述半固化片上部的微波板为介质基板，实现相控阵天线辐射单元的功能；半固化片下部的微波板为多层板结构，实现TR组件的功能，射频信号使用穿越多层微波板的金属孔实现垂直互连，低频信号使用低频插针实现互连；本申请通过使用一种新的天线馈电结构，避免使用毛纽扣等射频连接器，节省了成本，同时占用空间小。

技术领域

本申请涉及相控阵天线领域，具体的说，是涉及一种瓦片式相控阵天线的馈电结构及其加工方法。

背景技术

相控阵天线是由许多天线单元排阵所构成的阵列天线，通过调整各个天线单元的馈电相位实现波束扫描和波束赋形。它具有体积小、质量轻、容易形成多波束，能实现天线波束指向和波束形状快速变化的能力，能实现波束间通信容量的调整等优点，这些优点使其具有多个高速运动目标稳定跟踪的能力；此外，相控阵天线还可在空间实现信号功率的合成，从而获得拥有较大 EIRP（各向同性等效辐射功率），这为增大系统作用距离、提高系统测量精度以及观测包括隐身目标在内的各种低可观测目标提供了技术潜力。由于上述众多优点，使得相控阵天线技术成为近年来雷达，通信系统中发展很快的一项关键技术。

传统的砖块式相控阵的重量大，厚度高，尺寸大等特点，使得其应用推广受到了很大的局限。而新的瓦片式相控阵天线有着重量低、体积小，易于与平台集成共形等特点，同时其设计难度和加工工艺的复杂度也增大了。目前的瓦片式相控阵天线主要采用了倒装芯片、毛钮扣、多层基板实现集成，如文献A Design of X-Band Tile Type Active TransmitReceive Module，然而因为毛纽扣的装配要求高，使用比较局限，不利于大面积生产及返修等，同时因为使用毛纽扣，其成本也相应的会增加，空间占用率大。

现有专利如申请号为201610305652.5，名称为《一种可扩展高集成有源相控阵天线》的发明专利，其公开了：一种可扩展高集成有源相控阵天线，其基本结构包括天线阵面、热控结构、TR组件阵列、二级馈电网络、一级馈电网络、电源模块和波控模块，本发明通过下述方案予以实现：TR组件阵列采用砖块式线阵方式设计，以八通道TR组件作为线阵子阵并按八通道TR组件的整数倍进行扩展；天线阵面、热控结构、二级馈电网络、一级馈电网络、电源模块和波控模块采用瓦片形式堆叠设计；低频柔性连接器集成TR组件的电源供电及开关、移相、衰减等低频控制信号的馈电，实现TR组件与电源、波控模块之间低频馈电的高集成无电缆垂直互联。上述专利采用的是砖块式架构的有源相控阵天线，天线辐射单元与TR组件阵列分开设计，中间通过盲配连接器SMP互联，这与采用使用毛纽扣作为射频连接器的效果几乎一样，成本高，占用尺寸大。

发明内容

针对现有技术上的上述不足，本申请提出适用于瓦片式相控阵天线的馈电技术，成本低，占用空间小，且能保持相控阵天线性能几乎不变。

为实现上述技术效果，本申请技术方案如下：

一种瓦片式相控阵天线的馈电结构，包括实现微波射频信号传输载体的多层微波板，所述多层微波板上集成了相控阵天线辐射单元和TR组件，所述多层微波板的中部设置有半固化片，所述半固化片上部的微波板为介质基板，实现相控阵天线辐射单元的功能；半固化片下部的微波板为多层板结构，实现TR组件的功能，其中多层微波板是从结构定义，TR组件是从功能上定义，射频信号使用穿越多层微波板的金属孔实现垂直互连，低频信号使用低频插针实现互连；

所述金属孔为金属化通孔，相控阵辐射单元和TR组件之间射频信号通过金属化通孔实现垂直互联，金属化通孔直接从多层微波板的表面层贯穿至多层微波板的底部层；

金属孔包括金属信号孔和金属屏蔽孔，所述金属信号孔的周围围绕有一圈所述金属屏蔽孔，所述金属信号孔上部与辐射贴片层相连，所述金属信号孔和金属屏蔽孔均直接从多层微波板的表面层穿越至多层微波板的底部层。