本实用新型专利技术公开了一种Ka频段宽角扫描相控阵天线，射频电路层和辐射层通过通孔连接，所述校正网络层连接辐射层，所述本振网络层分别连接射频电路层和外部本振信号接口；所述中频网络层分别连接射频电路层和外部中频连接器，所述环控层设置于射频电路层的背面。采用片式有源相控阵天线结构、高效的分布式馈电空间能量合成，以及高密度单片微波集成电路技术，并充分利用系统可提供的资源以及规模生产技术，提高系统集成度和利用率，最大限度地减少天线系统的高度和体积，重量并降低制造成本，满足大批量生产和调试的要求。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种移动卫星通信技术，尤其涉及的是一种Ka频段宽角扫描相控阵天线。
技术介绍
卫星通信具有超视距、高质量、不间断、高速率等通信特点，并且不依赖于易受服务中断、自然灾害和人为破坏所影响的地面通信链路和地面网络，扩展了人们的视野和活动区域，因此无论卫星通信作为主干通信网络还是备选通信网络都越来越受到各界的广泛关注。随着卫星通信技术的发展和应用领域的扩展，如何在在运动过程中实现与卫星实时高速数据交换的需求变得越来越迫切，因此实现高频段的各类载体的卫星通信变的越来越重要。然而目前卫星应用中的天线技术研发主要集中在高、中轮廓的外置天线系统，这类天线具有高增益、低噪声等优点被广泛应用在地面系统以及对天线高度没有要求的平台上，但是对于无人机、战斗机、导弹等要求风阻小、高速行进的载体平台，这类天线是不适合的。要实现对无人机、战斗机、导弹等载体卫星测控通信，需要实现易于加载于此类平台的低剖面或无剖面的卫星终端的外置天线，该类天线易于与载体共形设计、并且重量轻、功耗低、尺寸小不影响载体的气动性。然而此类天线相较于高剖面的天线而言，设计实现都比较困难，并且要实现高增益、宽覆盖、高效率等优良性能，对于天线设计和加工精度更是提出了更高的要求。低剖面或无剖面的天线形式向两维有源相控阵天线发展，在整个波束覆盖的空域内，使用无惯性的电子波束扫描，亦能实现良好的跟踪，其中机械扫描的伺服系统会消失，这样天线轮廓大大降低，并且随着器件的发展将天线的辐射单元与射频电路以及环控等进行集成设计是该类天线的发展趋势。而宽角扫描的有源相控阵系统尺寸由波长决定，通信频率越高，波长越短，导致天线尺寸越小，最终导致天线系统实现较困难。要实现宽角扫描，有源相控阵的天线单元间距由波长决定，而Ka频段频率高、波长短，因此导致片式Ka频段宽角扫描有源相控阵天线的具体尺寸较小。如若实现通信功能，有源相控阵天线需要具有辐射系统、馈电系统、射频电路、环控系统、校正系统以及控制系统等，如何在有限的高度和范围内集成上述诸多系统功能，并且满足电磁兼容要求，那么如何进行片式天线系统的功能层布局构造是实现片式Ka频段宽角相控阵天线的关键内容，是本技术所需要解决的具体问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种Ka频段宽角扫描相控阵天线，实现天线剖面的高度低于30_。本技术是通过以下技术方案实现的，本技术包括自上而下依次设置的辐射层、馈电层、校正网络层、本振网络层、环控层、中频网络层和射频电路层；所述射频电路层和辐射层通过通孔连接，所述校正网络层连接辐射层，所述本振网络层分别连接射频电路层和外部本振信号接口 ；所述中频网络层分别连接射频电路层和外部中频连接器，所述环控层设置于射频电路层的背面。所述福射层包括8X8布阵的64个阵列单元，每个阵列单元为单点馈电的单层缺口微带贴片蚀刻而成，每个阵列单元上设置两个用于接收校正信号的探针。作为本技术的优选方式之一，所述辐射层的外层设置隔离层。作为本技术的优选方式之一，所述校正网络层包括64个校正阵元，每个校正阵元通过两条微带线连接对应福射层上阵列单元的探针，每个校正阵元的两条微带线合并成一路，相邻的两路再合并成一路，64个校正阵元依次合并最后形成一路信号输出。所述射频电路层包括64个相同的阵元射频通道，每个阵元射频通道包括依次连接的衰减移相芯片、功率放大器和隔离器。所述馈电层包括64个结构相同的馈电电路。所述环控层包括毛细冷却水道和散热冷板，所述散热冷板上开设多条水平凹槽形成毛细冷却水道，所述多条毛细冷却水道的一端连接在一起形成冷水入口，另一端连接在一起形成热水出口。本技术相比现有技术具有以下优点:本技术采用片式有源相控阵天线结构、高效的分布式馈电空间能量合成，以及高密度单片微波集成电路技术，并充分利用系统可提供的资源以及规模生产技术，提高系统集成度和利用率，最大限度地减少天线系统的高度和体积，重量并降低制造成本，满足大批量生产和调试的要求，作为卫星应用的通信系统的天线，通过各系统配合可实现战斗机、导弹、无人机等机动性强、气动性要求高的平台的大动态下双向高效宽带通信，实现对上述平台的超视距测控以及通信需求。【附图说明】图1是本技术的结构示意图；图2是辐射层的结构示意图；图3是校正网络层的结构示意图；图4是单个阵元射频通道示意图；图5是本振网络层的结构示意图；图6是馈电层的结构示意图；图7是环控层的结构示意图；图8是中频网络层的结构示意图。【具体实施方式】下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本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，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括自上而下依次设置的辐射层1、馈电层2、校正网络层3、本振网络层4、环控层5、中频网络层6和射频电路层7 ;辐射层I进行信号辐射；射频电路层7和辐射层I通过通孔直接连接，主要实现将射频信号端口输入信号转换成两个相位相差90°的信号传给辐射层1，实现信号的圆极化；所述校正网络层3连接辐射层1，对于Ka频段的相控阵天线，由于波长较短，必须进行相位校正，并且考虑到能量损失以及校正的准确程度，将校正网络层3放置在离辐射层I最近的位置；本振网络层4分别连接射频电路层7和外部本振信号接口，本振网络层4为输入信号进行混频提供本振信号；中频网络层6连接射频电路层7和外部中频连接器，中频网络层6将输入的中频信号进行分配给各个阵元对应的射频电路；所述环控层5设置于射频电路层7的背面，由于射频电路层7会产生大量热量，通过环控层5将热量传导出散掉，避免电路板过热烧毁；射频电路层7对输入中频信号进行混频放大，然后传递给馈电层2，并将射频芯片所需要的供电网络布置在此层，考虑到散热问题将此层放置在最外层，结合环控层5就可直接进行散热，避免天线系统过热烧毁功能芯片。从图1中可以看出，本技术的模块含有7个功能层，并且该系统是Ka频段，所采用的封装技术会严重影响到系统性能，并根据LTCC工艺在高密度、高性能电子封装方面的优势和特点，此系统采用LTCC工艺封装，并且随着该项技术的发展系统实现可行。本实施例的片式当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ka频段宽角扫描相控阵天线，其特征在于，包括自上而下依次设置的辐射层、馈电层、校正网络层、本振网络层、环控层、中频网络层和射频电路层；所述射频电路层和辐射层通过通孔连接，所述校正网络层连接辐射层，所述本振网络层分别连接射频电路层和外部本振信号接口；所述中频网络层分别连接射频电路层和外部中频连接器，所述环控层设置于射频电路层的背面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李景峰，王磊，刘金梅，周家喜，刘磊，
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：新型
国别省市：安徽;34
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