电子扫描阵列制造技术

一种包括电子扫描阵列系统的系统和设备，电子扫描阵列系统包括电源系统、辐射元件子阵列、多个波束形成器芯片、和多个控制总线。电源系统包括构造成接收和调节主功率的第一功率转换器、与第一功率转换器并联布置的第二功率转换器、和构造成监测第一功率转换器和第二功率转换器并且操作第一开关或第二开关中的一个以提供调节功率的控制器。辐射元件子阵列包括有源辐射元件、和分布在整个有源辐射元件中的约1％至约20％之间的备用辐射元件。每个控制总线包括提供从控制总线至波束形成器芯片的通信的多个主控制路径、和备用控制路径，其构造成在多个主控制路径中的一个失效的情况下被重新映射以提供从控制总线至波束形成器芯片的通信。

Electronic Scanning Array

An electronic scanning array system includes a power supply system, a radiation element subarray, multiple beamforming chips, and multiple control buses. The power supply system includes a first power converter constructed to receive and regulate the main power, a second power converter arranged in parallel with the first power converter, and a controller constructed to monitor the first power converter and the second power converter and operate one of the first or second switches to provide power regulation. The radiation element subarray includes active radiation elements and spare radiation elements distributed between 1% and 20% of the total active radiation elements. Each control bus includes a plurality of main control paths providing communication from the control bus to the beamformer chip, and a standby control path, which is constructed to be re-mapped to provide communication from the control bus to the beamformer chip in case one of the main control paths fails.

【技术实现步骤摘要】
电子扫描阵列
本专利技术总体上涉及卫星通信领域。更具体而言，本专利技术涉及空中卫星通信。电子扫描阵列(ESA)是一种可以被电子操纵以指向不同方向的天线。随着ESA的老化，个别辐射元件可能会失效/故障。当个别元件失效时，ESA的辐射性能会成比例下降。
技术介绍
关于相控阵(例如ESA)的一个共同观点是，它们会随着元件的失效而平稳地退化。换句话说，大多数ESA的设计都考虑了缓慢和成比例的性能衰减。然而，平稳的衰退并不总是会发生。ESA电源架构和控制器中存在单点故障模式，而辐射元件故障可能需要重新校准并且会将增益对噪声温度比(G/T)和有效全向辐射功率(EIRP)降低到可接受水平之下。可以试图使用各种技术解决随着时间推移而发生的单点故障模式和辐射元件失效。例如，射频(RF)隔离技术可以包括在相控阵电路和天线的辐射元件之间放置环行器或定向耦合器，以降低RF失效模式对有源元件的影响。另一种解决方案包括通过环回测试、校准喇叭等进行在位校准。在位校准旨在允许重新校准ESA以满足旁瓣要求，但要求用于在位测量的高信噪比(SNR)以及必须对飞行进行计算的复杂的模式合成技术。在位校准方法为了能够启用这些校本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：连接器，所述连接器构造成从交通工具接收主功率；第一功率转换器，所述第一功率转换器构造成接收和调节所述主功率；第二功率转换器，所述第二功率转换器与所述第一功率转换器并联布置并且构造成接收和调节所述主功率；调节功率连接器，所述调节功率连接器构造成接收来自所述第一功率转换器和所述第二功率转换器的调节功率；第一开关，所述第一开关布置在所述第一功率转换器和所述调节功率连接器之间，并构造成选择性地允许调节功率从所述第一功率转换器传递至所述调节功率连接器；第二开关，所述第二开关布置在所述第二功率转换器和所述调节功率连接器之间，并构造成选择性地允许调节功率从所述第二功率转换器传递至所述调节...

【技术特征摘要】
2017.07.07 US 15/644,5441.一种设备，包括：连接器，所述连接器构造成从交通工具接收主功率；第一功率转换器，所述第一功率转换器构造成接收和调节所述主功率；第二功率转换器，所述第二功率转换器与所述第一功率转换器并联布置并且构造成接收和调节所述主功率；调节功率连接器，所述调节功率连接器构造成接收来自所述第一功率转换器和所述第二功率转换器的调节功率；第一开关，所述第一开关布置在所述第一功率转换器和所述调节功率连接器之间，并构造成选择性地允许调节功率从所述第一功率转换器传递至所述调节功率连接器；第二开关，所述第二开关布置在所述第二功率转换器和所述调节功率连接器之间，并构造成选择性地允许调节功率从所述第二功率转换器传递至所述调节功率连接器；和控制器，所述控制器构造成监测所述第一功率转换器和所述第二功率转换器并且操作所述第一开关或所述第二开关中的一个以向所述调节功率连接器提供调节功率。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，如果所述控制器确定所述第一功率转换器已失效，则断开所述第一开关并闭合所述第二开关以使得所述第二功率转换器与所述调节功率连接器通信。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，如果所述控制器确定所述第一功率转换器已失效，则断开所述第一开关并且使所述第二开关保持闭合以使得所述第一功率转换器不再与所述调节功率连接器通信。4.根据权利要求1至3中任一所述的设备，还包括位于所述第一功率转换器上游的第一隔离开关、和位于所述第二功率转换器上游的第二隔离开关，其中所述第一隔离开关和所述第二隔离开关由所述控制器致动以选择性地隔离所述第一功率转换器或所述第二功率转换器。5.根据权利要求1至4中任一所述的设备，其特征在于，所述第一功率转换器和所述第二功率转换器各自包括提供多个电压的局部电源。6.根据权利要求1至5中任一所述的设备，其特征在于，两个以上的功率转换器经由与每个功率转换器相关联的开关而并联连接至负载。7.一种设备，包括：多个波束形成器芯片，每个波束形成器芯片与至少一个辐射元件相关联并且包括控制总线接口和备用输入端，所述备用输入端配置成在所述控制总线接口内的信号失效的情况下被重新映射到所述控制总线接口；以及多个控制总线，所述多个控制总线构造成向所述多个波束形成器芯片提供指令，并且每个控制总线包括：多个主控制路径，所述主控制路径提供从所述控制总线至所述控制总线接口的通信；和备用控制路径，所述备用控制路径构造成在所述多个主控制路径中的一个失效的情况下被重新映射以提供从所述控制总线至所述控制总线接口的通信。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述控制总线以正交的方式布置。9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，每个控制总线与波束形成器芯片的第一子阵列和波束形成器芯片的第二子阵列通信。10.一种设备，包括：有源辐射元件的阵列；和分布在整个所述有源辐射元件中的约1％至约20％之间的备用辐射元件。11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述备用辐射元件在四个子区块之间划分。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·M·保尔森，T·B·坎贝尔，B·S·麦科伊，A·A·希尔，D·J·詹森，R·A·达纳，
申请(专利权)人：罗克韦尔柯林斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US