一种射频发射模块、组件、相控阵天线及其制造方法技术

技术编号:15093844 阅读:178 留言:0更新日期:2017-04-07 21:45
本发明专利技术公开了一种射频发射模块、组件、相控阵天线及其制造方法,所述射频发射模块包括第一推动级放大器、功分网络、四个发射通道、电源模块和波控微波子板;所述射频发射组件由两个所述射频发射模块面对面互为镜像地贴合而成;所述相控阵天线由8个或8的整数倍的所述射频发射组件并排固定在一外壳中组合而成。本发明专利技术的各级功放均由超宽带功率放大器芯片实现,该芯片使用低压电源,成本低,非线性特性好,便于实现功率合成。

Radio frequency transmitting module, component, phased array antenna and manufacturing method thereof

The invention discloses a radio frequency transmitter module, module, phased array antenna and its manufacturing method, the RF module includes a first driving amplifier, power divider, four transmission channel, power supply module and the microwave wave control board; RF module consists of two RF module face to mirror each other to fit into; the phased array antenna by the RF 8 or 8 integer times of the transmitter side fixed in a housing assembly. The power amplifier of the invention is realized by the ultra wide band power amplifier chip, the chip uses the low voltage power supply, the cost is low, the non-linear characteristic is good, and the utility model is convenient to realize power synthesis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高频发射装置,尤其涉及一种基于超宽带功率放大器芯片的射频发射模块、组件、相控阵天线及其制造方法
技术介绍
现有的微波发射组件体积大、功耗大、质量大、功能简单、电路集成度较低,且工作频率较低,基本工作于,如C波段、X波段和Ku波段等,已经无法满足雷达和电子对抗设备工作频率不断提高的要求。如授权公告号为CN203299374U的中国技术专利“Ku波段4路发射组件”公开了一种工作于Ku波段的4通道发射组件,其没有模块化,各发射通道不能独立控制,质量较重,达到450克,尺寸也较大,不利于多模块集成形成相控阵雷达。现有微波发射组件以单功能芯片集成为主,亦有采用分立器件实现的,其集成度、体积、重量、功耗、散热能力方面存在劣势。微波通信和雷达探测所用电磁波频率越来越高,波长越来越短,就必须缩小发射机的尺寸。现有的平面微电子组装密度已接近理论上的极限,已不能满足新一代通信系统、微波或毫米波雷达的应用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决目前微波发射组件工作频率低、体积和重量大、散热性能差和各发射通道不能独立控制,无法满足微波通信系统要求的技术问题。为了解决上述技术问题,一方面,本专利技术提供一种基于超宽带功率放大器芯片的射频发射模块,包括第一推动级放大器、功分网络、四个发射通道、电源模块和波控微波子板;射频信号依次经所述第一推动级放大器和所述功分网络后分成四路,四路射频信号分别送至四个所述发射通道;各所述发射通道包括数字移相器和发射天线,所述波控微波子板分别连接各发射通道的所述数字移相器,各数字移相器在波控微波子板的控制下将各路所述射频信号的相位调节至预设值或期望值后送至所述发射天线。进一步地,还在所述数字移相器上集成有数字衰减器,所述波控微波子板还分别连接各所述数字衰减器,各数字衰减器在波控微波子板的控制下将各路所述射频信号的增益调节至预设值或期望值后送至所述发射天线。进一步地,还在各所述发射通道中设有第二推动级放大器,所述第二推动级放大器的输入端连接所述数字移相器的输出端,第二推动级放大器的输出端连接所述发射天线。进一步地,还在各所述发射通道中设有末级放大器,所述末级放大器的输入端连接所述第二推动级放大器的输出端,末级放大器的输出端连接所述发射天线。进一步地,所述末级放大器由超宽带功率放大器芯片制成。进一步地,所述第二推动级放大器由超宽带功率放大器芯片制成。进一步地,所述第一推动级放大器由超宽带功率放大器芯片制成。进一步地,所述数字移相器为六位数字移相器。进一步地,所述射频发射模块的工作波段为K波段或Ka波段。进一步地,所述波控微波子板包括检测单元、计算单元、驱动电路和接口电路,所述接口电路分别连接到上位机、所述检测单元和所述计算单元;所述检测单元分别连接至所述数字移相器和数字衰减器,用于实时检测射频信号相移量和衰减量,并将检测结果通过所述接口电路送至所述计算单元;所述计算单元连接所述驱动电路,用于根据来自所述上位机的预设的射频信号相位值及增益值和来自所述检测单元的检测结果,通过所述驱动电路将流经所述数字移相器的各路所述射频信号的相位和流经所述数字衰减器的各路所述射频信号的增益调节至预设值或期望值。另一方面,本专利技术提供一种基于超宽带功率放大器芯片的射频发射组件,包括两个上述的射频发射模块,两个所述的射频发射模块面对面互为镜像地贴合在一起。进一步地,两个所述射频发射模块之间设有导热孔。进一步地,所述导热孔中设有导热棒。又一方面,本专利技术提供一种相控阵天线,所述相控阵天线包括n组上述的射频发射组件,n为8或8的整数倍;各所述射频发射组件并排固定在一外壳中,以形成所述相控阵天线。再一方面,本专利技术提供一种制造相控阵天线的方法,包括如下步骤:(1)形成射频发射模块:所述射频发射模块包括设于微波电路基片上的第一推动级放大器、功分网络、四个发射通道、电源模块和波控微波子板;射频信号依次经所述第一推动级放大器和所述功分网络后分成四路,四路射频信号分别送至四个所述发射通道;各所述发射通道包括数字移相器和发射天线,所述波控微波子板分别连接各发射通道的所述数字移相器,各数字移相器在波控微波子板的控制下将各路所述射频信号的相位调节至预设值或期望值后送至所述发射天线;所述微波电路基片安装在基板上;(2)形成射频发射组件:所述射频发射组件由步骤(1)中两个所述射频发射模块面对面互为镜像地贴合而成;(3)形成相控阵天线:所述相控阵天线由步骤(2)中n组所述射频发射组件并排固定在一外壳中组合而成,n为8或8的整数倍。进一步地,步骤(1)中所述微波电路基片由低温共烧硅铝陶瓷材料制成,所述微波电路基片对称且等相位。进一步地,步骤(1)中所述基板由铝碳化硅或可伐合金材料制成。进一步地,还在步骤(1)中所述数字移相器上一体提供数字衰减器,所述波控微波子板还分别连接各所述数字衰减器,各数字衰减器在波控微波子板的控制下将各路所述射频信号的增益调节至预设值或期望值后送至所述发射天线。进一步地,还在步骤(1)中各所述发射通道中提供第二推动级放大器和末级放大器,所述第二推动级放大器的输入端连接所述数字移相器的输出端,第二推动级放大器的输出端连接所述末级放大器的输入端,所述末级放大器的输出端连接所述发射天线。进一步地,步骤(1)中所述第一推动级放大器、第二推动级放大器和末级放大器均由超宽带功率放大器芯片制成。进一步地,步骤(2)中两个所述射频发射模块之间形成导热孔,在所述导热孔中插入导热棒。本专利技术以四通道的射频发射模块为基础,将两个四通道的射频发射模块镜像贴合在一起形成八通道射频发射组件,,并在两个四通道的射频发射模块之间设有导热孔,通过8个或8的整数倍的八通道射频发射组件并排组装形成64通道或64的整数倍通道的波速电扫描相控阵天线,具有体积小,集成度高,功耗小,散热能力好等优点;可在功分网络前设置第一推动级放大器,在数字移相器后设置第二推动级放大器和末级放大器,各级功放均由超宽带功率放大器芯片实现,该芯片使用低压电源,成本低,非线性特性好,便于实现功率合成,且芯片体积小,集成度高;通过分腔、分模块方式解决自激问题,可靠性高;使用数字移相器,由波控微波子板控制数字移相器的相移,从而实现微波发射波束的电扫描,具有控制简单,无需D/A转换单元、重复性好、功耗低、温度稳定性好等优点;发射机组件采用低温共烧陶瓷基板和单片微波集成电路板复合结构设计,给低频供电和控制线以及RF信号分层提供了便利,基板加工精度和通孔尺寸也保证了布局的可实现性,使用硅铝陶瓷材料进行射频基板制作,具有重量轻、热稳定性好、导热能力强、易于加工等优势,涉及的复合基板结构对供电、控制都进行了层间隔离,所有电气连接通孔都使用双孔实现,保证整个发射机系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术的四通道射频发射模块一个实施例的原理框图;图2为图1中波控微波子板一个实本文档来自技高网...
一种射频发射模块、组件、相控阵天线及其制造方法

【技术保护点】
一种射频发射模块,其特征在于,包括第一推动级放大器、功分网络、四个发射通道、电源模块和波控微波子板;射频信号依次经所述第一推动级放大器和所述功分网络后分成四路,四路射频信号分别送至四个所述发射通道;各所述发射通道包括数字移相器和发射天线,所述波控微波子板分别连接各发射通道的所述数字移相器,各数字移相器在波控微波子板的控制下将各路所述射频信号的相位调节至预设值或期望值后送至所述发射天线。

【技术特征摘要】
2015.12.28 CN 20151100617691.一种射频发射模块,其特征在于,包括第一推动级放大器、功分网络、
四个发射通道、电源模块和波控微波子板;
射频信号依次经所述第一推动级放大器和所述功分网络后分成四路,四路
射频信号分别送至四个所述发射通道;
各所述发射通道包括数字移相器和发射天线,所述波控微波子板分别连接
各发射通道的所述数字移相器,各数字移相器在波控微波子板的控制下将各路
所述射频信号的相位调节至预设值或期望值后送至所述发射天线。
2.根据权利要求1所述的射频发射模块,其特征在于,还在所述数字移相
器上集成有数字衰减器,所述波控微波子板还分别连接各所述数字衰减器,各
数字衰减器在波控微波子板的控制下将各路所述射频信号的增益调节至预设值
或期望值后送至所述发射天线。
3.根据权利要求2所述的射频发射模块,其特征在于,还在各所述发射通
道中设有第二推动级放大器,所述第二推动级放大器的输入端连接所述数字移
相器的输出端,第二推动级放大器的输出端连接所述发射天线。
4.根据权利要求3所述的射频发射模块,其特征在于,还在各所述发射通
道中设有末级放大器,所述末级放大器的输入端连接所述第二推动级放大器的
输出端,末级放大器的输出端连接所述发射天线。
5.根据权利要求2所述的基于超宽带功率放大器芯片的射频发射模块,其
特征在于,所述数字移相器为六位数字移相器。
6.根据权利要求2所述的基于超宽带功率放大器芯片的射频发射模块,其
特征在于,所述射频发射模块的工作波段为K波段或Ka波段。
7.根据权利要求2-6任一项所述的基于超宽带功率放大器芯片的射频发射
模块,其特征在于,所述波控微波子板包括检测单元、计算单元、驱动电路和

\t接口电路,所述接口电路分别连接到上位机、所述检测单元和所述计算单元;
所述检测单元分别连接至所述数字移相器和数字衰减器,用于实时检测射频信
号相移量和衰减量,并将检测结果通过所述接口电路送至所述计算单元;所述
计算单元连接所述驱动电路,用于根据来自所述上位机的预设的射频信号相位
值及增益值和来自所述检测单元的检测结果,通...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚建可丁庆程子凡
申请(专利权)人:深圳市华讯方舟微电子科技有限公司深圳市华讯方舟科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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