[发明专利]相控阵天线

说明书

本发明提供了一种相控阵天线，该相控阵天线包括控制板和至少一个天线板阵列，其中：所述天线板阵列包括多个天线板；所述多个天线板中的第N个天线板和第N+1个天线板之间通过差分通信线缆直接连接，令所述多个天线板形成串联在同一条差分信号传输通路上的天线板序列，其中N为大于零的正整数；所述控制板与所述天线板序列中的第1个天线板之间通过差分通信线缆直接连接，从所述控制板输出的差分控制信号通过所述差分信号传输通路依次输入至所述多个天线板中。

技术领域

本发明涉及相控阵天线设备的结构和电路设计领域，尤其涉及一种相控阵天线。

背景技术

现有的相控阵天线设备中，通常使用控制板来控制天线阵列中的天线板(即天线阵面)的工作，具体而言，所述控制板生成控制信号，并将该控制信号分别发送至与其连接的天线板，该控制信号用于控制所述天线板。在平面相控阵天线中，控制板与天线板两者之间常采用一对多并行的通信连接方式，也即多个天线板分别通过线缆直接连接至同一控制板，相应地，所述控制板上需要设置与所述天线板的数量相等的线缆接口。请参考图1，图1是现有技术中的平面相控阵天线的一种常见结构的示意图，其中天线阵列的数量为两个，分别排布在控制板的左右两侧，每一天线阵列是由9个天线板构成的9阵面结构，对应于两个天线阵列的天线板的总数，控制板上一共具有18个线缆接口，每一线缆接口连接一个对应的天线板。如图1示出的平面相控阵天线的常见结构中，控制板与天线板之间的接法虽然可以保证相控阵天线系统中的通信速度的需求，但其缺陷也是显而易见的，尤其是在天线阵列中天线板数量较多的情况下，这些缺陷所带来的负面影响更加明显：一方面，由于控制板上需要提供与天线板的总个数相等的接口，当天线板数量增加时，控制板的接口数随之增加，这导致控制板的体积也随之增加，并且控制板中的处理器会出现引脚资源不足的困境；另一方面，由于每一天线板都通过独立的线缆与控制板连接，这导致线束数量过多，使得相控阵天线的装机难度和复杂度较大，当天线板数量增加时，距离控制板较远的天线板需要使用较长的线缆来连接控制板，而线缆长度与通信速度呈反比，因而通信速度的下降约束了相控阵天线的工作性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种相控阵天线，该相控阵天线包括控制板和至少一个天线板阵列，其中：

所述天线板阵列包括多个天线板；

所述多个天线板中的第N个天线板和第N+1个天线板之间通过差分通信线缆直接连接，令所述多个天线板形成串联在同一条差分信号传输通路上的天线板序列，其中N为大于零的正整数；

所述控制板与所述天线板序列中的第1个天线板之间通过差分通信线缆直接连接，从所述控制板输出的差分控制信号通过所述差分信号传输通路依次输入至所述多个天线板中。

根据本发明的一个方面，所述相控阵天线中所述多个天线板矩阵状排布，所述天线板阵列为天线板矩阵。

根据本发明的另一个方面，所述相控阵天线中所述第1个天线板是设置在所述天线板矩阵中的行或列的起始位置处的天线板。

根据本发明的另一个方面，所述相控阵天线中所述第N个天线板和所述第N+1个天线板在所述天线板矩阵中相邻地排列。

根据本发明的另一个方面，所述相控阵天线中所述天线板阵列的数量为两个，分别为发射天线阵列和接收天线阵列。

根据本发明的另一个方面，所述相控阵天线中所述多个天线板中的每一所述天线板包括：输入接口芯片，用于输入所述差分控制信号，并将所述差分控制信号转换为单端控制信号后输出；输出接口芯片，该输出接口芯片通过单端通信线缆与所述输入接口芯片连接，用于将输入的所述单端控制信号转换为所述差分控制信号后输出；处理器，该处理器与所述单端通信线缆连接，用于接收和处理所述单端控制信号。

根据本发明的另一个方面，所述相控阵天线中所述多个天线板中的每一所述天线板还包括：与所述输入接口芯片的输入端连接的匹配电阻。