[发明专利]一种带校正功能的平面近场扫描相控阵

说明书

本发明公开了一种带校正功能的平面近场扫描相控阵，属于平面近场扫描相控阵技术领域,T组件和通过多个安装螺丝安装在T组件上的相控阵天线，T组件一侧分别设有射频输入端、电源接口和控制接口，另一侧设有若干射频输出端，且其呈矩形阵列排布，射频输出端上安装有转换器，控阵天线包括与T组件相贴的馈电骨架，馈电骨架上安装有网络校正单元和天线单元，解决了近场能量的聚焦和波束的指向精度不高的问题。

技术领域

本发明属于平面近场扫描相控阵技术领域，具体涉及一种带校正功能的平面近场扫描相控阵。

背景技术

随着微波射频技术的快速发展, 以固态T/R组件为核心的技术得到了广泛应用，GaAs微波单片集成电路（MMIC）技术和微波多芯组件（MMCM）技术成为相控阵雷达T/R组件的成熟技术应用，得益于此，相控阵以其高增益、易于波束赋形、快速的波束扫描能力等优势，广泛应用于雷达、天文、通信、工业等领域。

然而,目前大部分有关相控阵的研究侧重于其远场辐射特性，随着近年来相控阵在工业应用上的发展，其近场(菲涅尔区)特性得到了越来越多的关注。

在某些特定的应用场合，比如医疗和健康领域, 相控阵常应用于理疗等设备设施，使用过程中为提高系统效率、减小干扰，通常距离人体较近，需要将能量聚焦在近场区，同时完成对扫描区域内重点部位（如病灶等）的精确指向。

对此，相控阵的近场应用对近场能量的聚焦和波束的指向精度研究提出了更高的要求。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种带校正功能的平面近场扫描相控阵，具有通过对相控阵的规模、单元间距、输入功率和波束副瓣电平的设计优化，同时合理设计相控阵的阵面激励分布,使其达到近场能量传输效率最大化并且通过校正网络的设计，对各通道的相位进行校正，保证波束的指向精度满足使用要求的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带校正功能的平面近场扫描相控阵，包括T组件和通过多个安装螺丝安装在T组件上的相控阵天线，T组件一侧分别设有射频输入端、电源接口和控制接口，另一侧设有若干射频输出端，且其呈矩形阵列排布，射频输出端上安装有转换器；

射频输入端用于给T组件提供射频输入；

射频输出端用于给天线单元提供射频输入；

控制接口作为外界上位机的控制接口；

电源接口作为T组件的电源输入；

T组件与相控阵天线通过转换器连接；

相控阵天线包括与T组件相贴的馈电骨架，馈电骨架上安装有网络校正单元和天线单元；

馈电骨架上设有与转换器相匹配的射频连接器；

网络校正单元包括相互贴合的天线板一和天线板二，天线板一一侧设有若干天线单元，天线单元之间设有一级校正网络，天线板二一侧开设有若干天线安装孔，另一侧设有二级校正网络，天线单元上设有天线接口，天线接口贯穿天线安装孔与射频连接器连接，且射频连接器为馈电接口；

天线单元用于辐射能量并在近场空间进行功率合成，形成需要的近场波束；

网络校正单元用于对各个通道的相位进行校正，保证波束指向精度；

馈电骨架用于天线板一、天线板二和射频连接器的真空钎焊固定；

转换器用于相控阵天线和T组件之间的电连接；

T组件在外界上位机控制下，对射频信号进行放大和相位控制。

优选的，一级校正网络为在天线板一上嵌入校正线，以此实现若干天线单元之间的信号耦合，二级校正网络为在天线板二上开设若干耦合孔，对一级校正网络的信号进行耦合合成，并且通过馈电接口输出耦合信号，采用同轴馈电的方式输出耦合信号，外界上位机可根据耦合信号对各通道相位进行检测和校正，以保证波束指向精度。