[发明专利]一种双圆极化可扩展有源子阵

说明书

本发明公开了一种双圆极化可扩展有源子阵，包括天线模块、射频模块、电源模块和控制模块；天线模块由收发天线单元组成，收发天线单元包括8×8接收天线和8×8发射天线，收发天线单元为双圆极化，分为左旋圆极化和右旋圆极化；所述射频模块包括射频馈线和芯片，射频馈线为带状线结构的一分十六功分器，芯片包括接收芯片和发射芯片，接收芯片和发射芯片均具有八个通道；天线模块通过垂直互联结构连接到射频模块；所述电源模块用于系统供电、电源转换和电源管理；所述控制模块芯片用于对每个通道的信号进行分配。本发明有源子阵，可以单独使用，也可以作为系统一起使用，收发有源子阵可以根据不同的客户需求，拼接组装成任意规模的大阵。

技术领域

本发明涉及相控阵天线领域，具体涉及一种双圆极化可扩展有源子阵。

背景技术

相控阵天线是一种通过馈电网络调整阵列天线各单元通道的馈电相位来改变天线波束指向和波束形状的技术。相控阵天线已引入各种动中通或者静中通系统，随着相控阵天线的逐渐应用更广泛，相控阵技术也向更高的集成度、更轻薄的尺寸、更低的成本方向发展，探索全新的相控技术途径来开发新型相控阵列天线，采用新材料、新工艺来进一步降低成本，但是在追求低成本的同时，相控阵天线的可生产性和通用性也是研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种双圆极化可扩展8×8有源子阵，根据不同场景需求，可拼接拓展为任意大阵，有较宽的工作带宽，阵列中单元之间的隔离度高，在大角度扫描时在各个剖面增益下降少，子阵天线模块与射频模块高度集成，具有低剖面、低成本、低功耗等特点。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明一种双圆极化可扩展有源子阵，包括天线模块、射频模块、电源模块和控制模块；

所述天线模块由收发天线单元组成，收发天线单元包括8×8接收天线和8×8发射天线，所述收发天线单元为双圆极化，分为左旋圆极化和右旋圆极化，可任意切换；

天线模块通过垂直互联结构连接到射频模块；所述射频模块包括射频馈线和芯片，射频馈线为带状线结构的一分十六功分器，所述芯片包括接收芯片和发射芯片，所述接收芯片和发射芯片均具有八个通道，四个通道接左旋圆极化，另外四个接右旋圆极化，能合理的利用空间资源，收发芯片每个通道可以单独供电，如工作在左旋极化时，左旋通道供电，右旋通道断电；接收芯片每个通道都具有调相功能、调整幅度功能、低噪声放大功能、功率放大功能；

所述电源模块用于系统供电、电源转换和电源管理；负责给天线模块和射频模块供电；

所述控制模块芯片用于对每个通道的信号进行分配，实现收发通道移相、衰减放大等功能，实现相控阵天线实现波束合成、扫描等功能，也可以通过算法对相位和幅度加权，实现想要的波束宽度或者副瓣。

本发明的8×8收发天线有源子阵可以单独使用，也可以作为系统一起使用，根据不同的客户需求，可以拼接组装成任意规模的大阵，也可以通过增加或减少标准模块的数量，来获得不同宽度的波束和不同大小的增益，以适应不同平台的使用。

所述收发天线单元包括主辐射贴片、从辐射贴片、T型带状线馈电结构、耦合缝隙，信号通过射频模块达到T型带状线馈电结构，然后经过耦合缝隙到辐射贴片辐射到外部空间；从辐射贴片和主辐射贴片周围设置有相连的金属条框和金属化过孔，能增大单元之间的隔离度，并且在±60°大角度扫描时增益下降较少，收发天线单元内两个极化之间设置有隔离孔，可以便于提高左右旋之间的隔离度；收发天线单元周围开设有地孔，可以提高阵列中单元之间的隔离度，减小有源驻波。

收发天线单元为单馈点圆极化，且都可实现左旋圆极化和右旋圆极化，即收发通道在使用时有一半通道是关闭的，相对来说可以减小整机功耗；如发射天线工作在左旋圆极化时，右旋圆极化对应的通道是关闭的。

收发天线单元与射频馈线之间、射频馈线与芯片之间、芯片与模块对外接口之间均通过垂直互联结构相连。