一种有源天线和太阳电池集成大阵列制造技术

本发明专利技术公开了一种有源天线和太阳电池集成大阵列，包括太阳电池板、天线、电能管控模块、有源射频模块、馈电线、传输线；所述太阳电池板和天线共面集成设置，所述电能管控模块和有源射频模块分别设置在太阳电池板之下，所述馈电线穿过太阳电池板，所述馈电线的两端分别连接天线和有源射频模块，所述传输线分别连接有源射频模块和电能管控模块。本发明专利技术实现了有源天线自持式工作，依靠太阳电池供能，不需要额外提供电能，拓展了太阳电池的应用形式，实现天线阵列和太阳能光伏阵列一体化，使太阳电池阵列具备电磁感知能力，同时增加了有源阵列天线的应用自由度。可根据应用需要，因地制宜，设计构建电磁感知和能源自给的“复眼”大阵列信息装备系统。

【技术实现步骤摘要】
一种有源天线和太阳电池集成大阵列
本专利技术涉及一种天线和太阳电池集成技术，尤其涉及的是一种有源天线和太阳电池集成大阵列。
技术介绍
目前，太阳电池作为光能向电能转化装置广泛应用于太阳能光伏发电站、屋顶发电阵列、太阳能路灯、太阳能飞机、汽车等方面，太阳电池设计、加工、制备均有成熟工艺技术。有源天线作为电磁发射接收装置广泛应用于各种通讯设备、电磁探测设备等方面，有源天线技术发展亦有系列成熟理论技术。不过，将有源天线和太阳电池集成设计，实现有源天线和太阳电池共面设计、模块化封装、电能自我维持和智能调控的技术尚无相关报道。将有源天线和太阳电池集成设计，由于太阳电池基底损耗大，造成天线效率降低，而且天线及其馈线对太阳电池结构的破坏及遮挡，造成太阳电池发电效率降低。将二者集成设计具有较大的技术挑战。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：有源天线和太阳电池无法集成，提供了一种有源天线和太阳电池集成大阵列。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括太阳电池板、天线、电能管控模块、有源射频模块、馈电线、传输线；所述太阳电池板和天线共面集成设置，所述电能管控模块和有源射频模块分别设置在太阳电池板之下，所述馈电线穿过太阳电池板，所述馈电线的两端分别连接天线和有源射频模块，所述传输线分别连接有源射频模块和电能管控模块。所述集成大阵列还包括密封外壳，所述密封外壳包覆在整个集成大阵列的外部。密封外壳用于保护和支撑“复眼”大阵列，并提供固定和安装接口。所述密封外壳的朝太阳照射面的表面为透光透波材料制成。密封外壳具备防水能力，为整个阵列提供支撑和保护，并附有安装接口。所述太阳电池板包括多个依次拼接而成的太阳电池基片，各个太阳电池基片之间通过导电线栅连通。可以根据实际需要进行拼接。相邻太阳电池基片的拼接处具有空隙部，所述馈电线位于所述空隙部。可以减小馈电线对太阳电池板的影响。所述太阳电池基片拼接处设置有馈电通道，所述馈电通道外围设置有一层用于阻断干扰的绝缘隔离层。能够降低馈电通道对太阳电池板之间的影响。所述天线为介质透光天线或透光导电薄膜天线。有效降低了天线对太阳电池光照的遮挡，天线馈电线位于太阳电池基片拼接处，降低了天线馈电线对太阳电池模块的影响。所述电能管控模块包括储能电池和控制芯片，所述储能电池用于收集存储太阳电池板产生的电能，所述控制芯片用于调控储能电池状态并向有源射频模块进行供电。所述有源射频模块用于射频信号的发射接收和调制处理，所述有源射频模块通过馈电线向天线同轴馈电。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术将有源天线和太阳电池集成设计的思想，提出了一种有源天线和太阳电池集成大阵列技术及其应用，初步解决了有源天线和太阳电池集成设计带来的系列技术问题，实现了有源天线自持式工作，依靠太阳电池供能，不需要额外提供电能，拓展了太阳电池的应用形式，实现天线阵列和太阳能光伏阵列一体化，使太阳电池阵列具备电磁感知能力，同时增加了有源阵列天线的应用自由度。可根据应用需要，因地制宜，设计构建电磁感知和能源自给的“复眼”大阵列信息装备系统。本专利技术从系统集成角度，合理设计太阳电池，天线布局，较好的解决了现有技术不能完成的问题。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是太阳电池板的俯视图；图3是复眼大阵列稀疏化布阵示意图；图4是复眼大阵列零扫描方向图；图5是复眼大阵列扫描60°方向图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1和图2所示，本实施例包括太阳电池板2、天线1、电能管控模块3、有源射频模块4、馈电线5、传输线6和密封外壳7；所述太阳电池板2和天线1共面集成设置，所述电能管控模块3和有源射频模块4分别设置在太阳电池板2之下，所述馈电线5穿过太阳电池板2，所述馈电线5的两端分别连接天线1和有源射频模块4，所述传输线6分别连接有源射频模块4和电能管控模块3，所述密封外壳7包覆在整个集成大阵列的外部。密封外壳7用于保护和支撑“复眼”大阵列，并提供固定和安装接口。在进行“复眼”大阵列设计前，首先需要根据应用需求确定“复眼”大阵列指标参数，确定天线1工作频率、工作带宽、扫描范围，天线1是收发共用还是收发分置，以此确定天线1形式、单元间距、有源射频模块4组件功能、太阳电池基片大小及结构形式。所述密封外壳7的朝太阳照射面的表面为透光透波材料制成。通常选用玻璃。密封外壳7具备防水能力，为整个阵列提供支撑和保护，并附有安装接口，便于子阵的安装架设。所述太阳电池板2包括多个依次拼接而成的太阳电池基片11，各个太阳电池基片11之间通过导电线栅连通。可以根据实际需要进行拼接。所述太阳电池基片11拼接处设置有馈电通道，所述馈电通道外围设置有一层用于阻断干扰的绝缘隔离层。能够降低馈电通道对太阳电池板2之间的影响。太阳电池板2为常规成熟技术制备的太阳电池，它由许多太阳电池基片11拼接组装而成，用于收集太阳电池转化的电能。不同之处在于有天线1馈电线5的太阳电池基片11需要设计馈电通道，馈电通道位于太阳电池基片11边缘拼接处。此种设计方案充分借用了传统成熟太阳电池制备技术，有利于提高产品可靠性和降低成本，馈电通道设置在太阳电池基片11边缘拼接处，可尽量减小馈电线5对太阳电池板2发电及电流传输的影响。相邻太阳电池基片11的拼接处具有空隙部12，所述馈电线5位于所述空隙部12。可以减小馈电线5对太阳电池板2的影响。馈电线5穿过太阳电池，采用同轴馈电形式，上端连接天线1，下端连接有源射频模块4。有馈电通道的太阳电池基片11需要与馈电通道做好隔离设计，可以将馈电通道周围一小圈区域设计为绝缘区，防止太阳电池发电电流对馈电线5的干扰，或者在馈电通道外壁增加一圈介质隔离层，起到隔离效果。所述天线1为介质透光天线1或透光导电薄膜天线1。有效降低了天线1对太阳电池光照的遮挡，它位于太阳电池上方，与太阳电池共面集成设计。根据应用需求，如工作带宽、扫描范围、增益、方向图灵活选取天线1形式、单元间距。采用介质透光天线1或透光导电薄膜天线1目的在于降低天线1对光照的遮挡，确保太阳电池获得足够的光照量。所述电能管控模块3包括储能电池和控制芯片，所述储能电池用于收集存储太阳电池板2产生的电能，所述控制芯片用于调控储能电池状态并向有源射频模块4进行供电。电能管控模块3同时为天线1在发射状态提供发射功率。电能管控模块3安装固定于太阳电池下方，有独立的封装外壳，该外壳可隔离外部环境影响。所述有源射频模块4用于射频信号的发射接收和调制处理，所述有源射频模块4通过馈电线5向天线1同轴馈电。通常包含有发射组件模块、接收组件模块、信号调制和处理模块等，采用集成电路技术，实现有源射频模块4的整体设计、加工、封装。有源射频模块4安装固定于太阳电池下方，有独立的封装外壳，该外壳可隔离外部环境影响。电能管控模块3通过传输线6路为有源射频模块4提供电能并进行智能管控。传输线6位于太阳电池下方，分别连通电能管控模块3和有源射频模块4，传输线6的接头形式根据电能管控模块3和有源射频模块4接头形式确定。本实施例以某个光照充足的平整戈壁地作为应用场景。选取直径560m的圆形区域安装架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源天线和太阳电池集成大阵列，其特征在于，包括太阳电池板、天线、电能管控模块、有源射频模块、馈电线、传输线；所述太阳电池板和天线共面集成设置，所述电能管控模块和有源射频模块分别设置在太阳电池板之下，所述馈电线穿过太阳电池板，所述馈电线的两端分别连接天线和有源射频模块，所述传输线分别连接有源射频模块和电能管控模块。

【技术特征摘要】
1.一种有源天线和太阳电池集成大阵列，其特征在于，包括太阳电池板、天线、电能管控模块、有源射频模块、馈电线、传输线；所述太阳电池板和天线共面集成设置，所述电能管控模块和有源射频模块分别设置在太阳电池板之下，所述馈电线穿过太阳电池板，所述馈电线的两端分别连接天线和有源射频模块，所述传输线分别连接有源射频模块和电能管控模块。2.根据权利要求1所述的一种有源天线和太阳电池集成大阵列，其特征在于，所述集成大阵列还包括密封外壳，所述密封外壳包覆在整个集成大阵列的外部。3.根据权利要求2所述的一种有源天线和太阳电池集成大阵列，其特征在于，所述密封外壳的朝太阳照射面的表面为透光透波材料制成。4.根据权利要求1所述的一种有源天线和太阳电池集成大阵列，其特征在于，所述太阳电池板包括多个依次拼接而成的太阳电池基片，各个太阳电池基片之间通过导电线栅连通。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁加国，陈谦，汪伟，郑治，张洪涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34