[发明专利]相控阵雷达天线电源供电电路

说明书

本发明涉及相控阵雷达天线技术领域，公开了一种相控阵雷达天线电源供电电路，包括外部高压电源输入端口、低压电源输出端口以及连接于外部高压电源输入端口和低压电源输出端口之间的输入保护电路、输入储能电路、直流转换器电路、时序控制电路、工作监视电路以及工作保护电路。本发明能够实现在将高压电信号转换成低压电信号后保障相控阵天线阵面上的组件有效工作的同时，还能够降低相控阵天线的体积和重量，并且还能对各低压电路进行有效的监视和时序管理。

技术领域

本发明涉及相控阵雷达天线技术领域，具体涉及一种相控阵雷达天线电源供电电路。

背景技术

相控阵雷达天线是一种电子控制天线架构，它的天线阵面是由可观数量的发射和接收单元组成的，不带有机械扫描结构。在工作时，它主要是通过控制各个天线阵列单元的馈电相位变化来合成不同相位波束，进而合成不同方向的雷达天线主瓣。在阵列单元固定的同时，达到波束灵活扫描的目的，实现同机械天线类似的功能。

阵面中的各个阵列单元可以在空间辐射出不同方向性的波束，这些波束以干涉原理合成一个雷达主瓣。在实际工程中，往往需要增加天线阵面中阵列单元数量（从几十个到几万个不等），使阵列单元在空间中可形成的波束增加，进而实现探测能力的提升。这些阵列单元均涉及到控制电路，其中大部分组件需要在低电压输入条件下工作。而其中的射频功率电路在工作过程中，又需求从输入电源中汲取大量电流，用于电磁信号的发射。结合阵列单元数量的增加，对于单个相控阵雷达天线而言，这便造成了内部供电功率需求的大幅增加。

在实际应用场景中，阵面的面积巨大，外部输入电源需要很长的电源线缆，方才能够接入阵面。为了降低电源线缆上的功率损耗，通常需要提高输入相控阵雷达天线的传输电压，这与前述各个阵列单元需要在低电压条件下工作的需求存在矛盾。因此要在阵面适当位置设置电源转换单元，将外部输入高电压转换为内部组件需求的各个低电压电源。

由于阵面上功能组件种类较多，需要兼顾多种电源轨（比如射频电路正压电源、射频电路负压电源、逻辑控制电路电源等），并具有一定的上电及下电时序要求。针对以上需求，常使用分立元器件搭建多组直流转换器，辅以简单的电阻及电容延时控制电路，实现高压电源到低压电源的转换，并实现简单的上电时序。对下电时序则通过调节各个电源上的储能电容，并在指定电源上设置放电电阻，调节各个电源轨的放电时间。这种电源管理方式受限于具体的电路参数，往往需要按各个电路实际情况在后期进行参数调试，还有可能随着温度等外界因素发生性能偏移，不利于标准电路设计及项目移植。此外，此部分功能涉及的器件种类较多，需要具有额外散热结构，会增加相控阵雷达天线产品本身的重量和体积。

例如在现有技术中，公开号为CN111769538A，公开日为2020年10月13日，发明名称为“相控阵天线子阵电源电路和具有该电源电路的电器”的发明专利申请，其具体的技术方案为：本发明公开了一种相控阵天线子阵电源电路和具有该电源电路的电器。其中，所述电路包括：输入连接器、保护电路、输入滤波电路、输入储能电路、直流变换器阵列电路、输出储能电路和输出滤波电路，该直流变换器阵列电路将经过该输入储能电路的高压电信号转换为低压电信号，该输出储能电路根据该低压电信号，满足相控阵天线阵面脉冲工作状态下对瞬时功率的需求，该输出滤波电路提高经过该输出储能电路的该低压电信号的输出信号的质量。通过上述方式，能够实现在将高压电信号转换成低压电信号后保障相控阵天线阵面上的组件有效工作的同时，能够降低相控阵天线的体积和重量。

上述现有技术虽然实现了在将高压电信号转换成低压电信号后保障相控阵天线阵面上的组件有效工作的同时，还降低了相控阵天线的体积和重量，但是由于雷达天线发射和接收部分的射频芯片，一般都比较昂贵，如果供电的时序和电压值没有得到保证的话，很容易损坏，从而造成非常大的经济损失，而上述现有技术并没有对各低压电路进行有效的监视和时序管理。

发明内容