[实用新型]阵列式射频系统

说明书

本实用新型是公开一种阵列式射频装置，其包括一可扩充式母电路载板与多个以射频封装辐射结构实现的子模块。子模块们以插拔界面嵌入母电路载板，形成子、母可置换式、可扩充式共构结构。母电路载板接收一输入中频信号，并对输入中频信号进行升频，以藉此产生多个第一高频信号。射频封装辐射结构子模块以水平布局嵌入于母电路载板上，并排列成一一维或二维阵列，且其电性(包括射频信号、电源供应、控制信号等)连接母电路载板。射频封装辐射结构分别接收第一高频信号，并据此发射多个第一射频信号，射频封装辐射结构接收多个第二射频信号，以藉此产生多个第二高频信号，母电路载板对第二高频信号进行降频，以藉此产生一输出中频信号。

技术领域

本实用新型是涉及一种射频系统，且特别涉及一种可分解、阶层式的阵列式射频系统。

背景技术

低/中/高轨卫星地面终端、5G的频率范围 (FR2)基地站、雷达与远距通讯、点对点微波链结与通讯系统前传网络等产业应用，具备长距离与不同方位覆盖的特性，建构主动阵列天线为实现此高增益与智慧波束扫描操作的双重功能。依据应用场景规划多元性，所需要天线特性须能快速建构，难以单一情境定制化产品来广域适应各场景情境。

先前技术使用包括电容、电阻与天线的被动元件、包括功率放大器、相位偏移器与低噪声放大器的波束成形芯片、升频芯片、降频芯片、电源芯片与微处理器整合单一系统。对于大型阵列天线，先前技术将降低系统的灵活性及增加问题的复杂度与不确定性，因为无法规模化生产，所以维护成本相当高，可能发生单一元件失效而造成系统失效的风险，且系统扩充性低，无法顺应各系统对于不同天线增益需求而弹性建构。

因此，本实用新型是在针对上述的困扰，提出一种模块化、阵列式射频系统，以解决熟知所产生的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种模块化、阵列式射频系统，其是简化系统复杂度，降低制造成本及维护成本，增加天线特性的稳定度与产品的应用扩张度，其连接产生空气空腔，增加气流散热，可减少热能对系统影响，并兼顾机械与电子特性。

在本实用新型的一实施例中，一种阵列式射频系统包括一母电路载板与多个以射频封装辐射结构实现的子模块。母电路载板用以接收一输入中频信号，并对输入中频信号进行升频，以藉此产生多个第一高频信号。所有以射频封装辐射结构实现的子模块以水平布局嵌入于母电路载板上，并排列成一一维或二维周期性阵列，且电性(包括射频信号、电源及控制信号)连接母电路载板，其中母电路载板的连接埠呈现周期性排列，子模块的连接埠位于或靠近于子模块的射频封装辐射结构辐射电磁场的相位中心点。所有射频封装辐射结构区分为多个射频辐射模块群组，所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组用以分别接收所有第一高频信号，并据此发射多个第一射频信号。所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组用以接收多个第二射频信号，以藉此分别对应所有射频辐射模块群组产生多个第二高频信号，母电路载板对所有第二高频信号进行降频，以藉此产生一输出中频信号。

在本实用新型的一实施例中，母电路载板包括一介电板、一中频输入埠、一第一功率分配器、多个升频器与多个第二功率分配器。介电板上设有连接埠供所有以射频封装辐射结构实现的子模块嵌入，中频输入埠设于介电板上。第一功率分配器设于介电板上，并电性连接中频输入埠。第一功率分配器用以通过中频输入埠接收输入中频信号，并依第一功率分配器的多个输出端的数量分配输入中频信号的功率，以于第一功率分配器的所有输出端产生多个第一中频信号，此输出端为连结射频封装辐射结构子模块输入埠，他们呈现一维或二维周期性排列。所有升频器设于介电板上，并分别电性连接第一功率分配器的所有输出端。所有升频器用以接收所有第一中频信号，并对其进行升频，以产生多个升频信号。所有第二功率分配器设于介电板上，并分别电性连接所有升频器与所有射频封装辐射结构的所有射频辐射模块群组。每一第二功率分配器用以接收其对应的升频信号，并依第二功率分配器的多个输出端的数量分配对应的升频信号，以产生第一高频信号。