[实用新型]一种混合波束有源相控阵天线

说明书

本实用新型公开了一种混合波束有源相控阵天线，包括若干天线单元、若干移相处理单元、若干功分结点、数字波束形成单元和DSP处理器；若干天线单元分别作为若干移相处理单元的输入端；若干移相处理单元的输出端均通过功分结点和数字波束形成单元的输入端通信连接；数字波束形成单元的输出端和DSP处理器通信连接。本混合波束有源相控阵天线的多波束成形灵活，混合架构可提高集成度，保证各单元电气互联的低损耗、低延时和高可靠性；减少装配结构件，减轻重量；简化封装与装配程序，提高相控阵天线的测试性和维修性。多波束天线可根据覆盖区域的变化进行波束指向控制，在较大扫描范围内灵活跳变等，可实现快速扫描探测。

技术领域

本实用新型属于微波毫米波通信技术领域，具体涉及一种混合波束有源相控阵天线。

背景技术

近年来，毫米波相控阵天线已经成为无线通信系统的关键架构，作为民用和军用天线技术的一个重要发展方向备受关注。

在卫星通信领域，由于卫星终端设备以及卫星通信系统特殊要求的限制，相控阵卫星通信天线发展较为缓慢。到目前为止，我国机载Ka频段卫星通信系统仍以机扫天线为主，该类天线在执行通信任务时缺陷明显，表现为对星精度差、容易丢星等。有源相控阵天线具有波束形成自由灵活、电扫描速度迅速、能同时对多目标跟踪监测等特点，因此具有多波束的有源相控阵天线成为了各方的研制热点。这种趋势推动着静态固定波束方向图的无源天线向完全可控的有源智能天线转变，有源相控阵天线阵列将在下一代高吞吐量卫星通信中发挥重要的作用。例如，由OneWeb、T elesat、SES和SpaceX等公司规划的大型低地球轨道(LEO)和中地球轨道(MEO)卫星跟踪多颗卫星的地面终端天线的部署。多波束相控阵天线通过电扫描实现波束捷变，可以方便的实现一个终端设备与多颗卫星进行实施通信(尤其是与低地球轨道卫星高速交换波束时)，并通过后端的卫星通信终端设备灵活的选择波束，并根据需要进行波束的置零，实现无缝衔接通信，提高抗干扰能力及通信质量。

这同样适用于陆地移动和海洋应用，例如陆地制导、电子侦察等多目标探测。电子侦察所处的环境十分复杂，空间存在着大量的电磁辐射信号，如卫星电子侦察接收机输入端往往会同时收到数十部乃至数百部以上的雷达、通信和测控设备的信号，而这些信号又多为未知信号。多波束有源相控阵天线能够很好地解决这些问题，实现多个目标的灵活探测。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有有源相控阵天线的基本特点及其存在的不足之处的问题，尤其是现有全数字或全模拟波束形成架构所存在的工艺复杂难集成、成本高、性能低且工作范围窄等问题，提出了一种混合波束有源相控阵天线。

本实用新型的技术方案是：一种混合波束有源相控阵天线包括若干天线单元、若干移相处理单元、若干功分结点、数字波束形成单元和DSP处理器；

若干天线单元分别作为若干移相处理单元的输入端；若干移相处理单元的输出端均通过功分结点和数字波束形成单元的输入端通信连接；数字波束形成单元的输出端和DSP处理器通信连接。

进一步地，若干移相处理单元的结构相同，均包括依次通信连接的LNA、移相器和第一VGA；

LNA的输入端接入天线单元；第一VGA的输出端和功分结点的输入端连接。

进一步地，每个移相处理单元均对应连接一条射频链路。

进一步地，每个功分结点均对应一个数字通道。

进一步地，述数字波束形成单元包括若干混频器、若干第二VGA、信号源和若干ADC；

混频器的第一输入端和功分结点的输出端通信连接，其第二输入端和信号源通信连接；混频器的输出端和第二VGA的输入端通信连接；第二VGA的输出端和ADC的输入端通信连接；ADC的输出端和DSP处理器通信连接。

本实用新型的有益效果是：