一种毫米波双波束相控阵天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种毫米波双波束相控阵天线，包括若干天线单元和若干双波束相控阵单元；双波束相控阵单元的四个输入端均接入天线单元；每个双波束相控阵单元输出双支波束。本毫米波双波束相控阵天线覆盖范围广，追踪目标数量越多且覆盖范围越广，本相控阵天线的功耗及成本的优势就越明显。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波双波束相控阵天线
本技术属于毫米波天线
，具体涉及一种毫米波双波束相控阵天线。
技术介绍
随着新材料、新技术和新工艺的提升，毫米波频段集成电路元件的技术难题迅速被攻克，毫米波会迎来大规模应用。毫米波有源相控阵天线在民用航空及军事探测领域发挥着非常重要的作用。在卫星通信领域，毫米波有源相控阵天线与传统的动中通天线相比，没有体积庞大的伺服跟踪系统，波束速度快，方向可控，可实时跟踪卫星，并且重量轻，可进行大批量生产；毫米波有源相控阵天线不含活动部件，可靠性极佳，即便阵列中少数天线单元失效，天线总体性能也不会受到影响，集成毫米波有源相控天线的终端是未来毫米波卫星通信的重要发展方向之一。在卫星通信领域，由于卫星终端设备以及卫星通信系统特殊要求的限制，相控阵卫星通信天线发展较为缓慢。目前我们国家的地面终端天线往往采用传统的反射面、平板阵列或者模拟有源的相控阵天线，这些天线在卫星通信信号的建立中起到了巨大的作用。但主流的天线技术在模拟波束集成方面只有单波束，对于多波束的生成比较困难，因此无法同时跟踪多颗卫星信号，这使得用户的受到限制。随着我们国家卫星事业的发展，卫星的数量逐渐增多，以往单一的卫星链路的建立已经逐渐不再适应其发展需要，不管是军用还是民用，都对卫星通信的多点同时通信提出了较高的要求。多波束相控阵天线通过电扫描实现波束捷变，可以方便的实现一个终端设备与多颗卫星进行实施通信(尤其是与低地球轨道卫星高速交换波束时)，并通过后端的卫星通信终端设备灵活的选择波束，并根据需要进行波束的置零，实现无缝衔接通信，提高抗干扰能力及通信质量。目前已有的毫米波频段相控阵天线大多以单波束天线为主，无法满足多目标追踪需求。同时大多采用砖块堆叠式架构，剖面高，成本高。本技术的技术方案正是为克服天线波束产生单一、剖面高且成本高而提出的创新型构思。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决目前基于PCB模拟集成的电扫多为单波束，单波束的信号单一，无法达到如今的卫星通信系统要求的性能优良、可靠性高且能紧密贴合作战的问题，提出了一种毫米波双波束相控阵天线。本技术的技术方案是：一种毫米波双波束相控阵天线包括若干天线单元和若干双波束相控阵单元；双波束相控阵单元的四个输入端均接入天线单元；每个双波束相控阵单元输出双支波束。进一步地，每个双波束相控阵单元的结构相同，均包括四通道分支信号模块、第一馈电网络和第二馈电网络；每个通道分支信号模块的输入端均接入天线单元；每个通道分支信号模块的第一输出端作为第一馈电网络的输入端，其第二输出端作为第二馈电网络的输入端；第一馈电网络和第二馈电网络输出双支波束。进一步地，四通道分支信号模块中每个信号通道分支均相同，包括LNA、第一VGA、第二VGA、第一移相器和第二移相器；每个通道分支信号模块中，天线单元作为LNA的输入端，LNA的两路输出端分别与和第一VGA的输入端和第二VGA的输入端通信连接；第一VGA的输出端和第二VGA的输出端分别与第一移相器的输入端和第二移相器的输入端通信连接；每个第一移相器的输出端均作为第一馈电网络的输入端；每个第二移相器的输出端均作为第二馈电网络的输入端。本技术的有益效果是：本毫米波双波束相控阵天线覆盖范围广，追踪目标数量越多且覆盖范围越广，本相控阵天线的功耗及成本的优势就越明显。双波束能实现快速扫描探测，适用于卫星通信、陆地移动和海洋应用，例如陆地制导和电子侦察等多目标探测，能非常有效地对付复杂的综合性电子干扰。附图说明图1为毫米波双波束相控阵天线的结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施例作进一步的说明。在描述本专利技术的具体实施例之前，为使本专利技术的方案更加清楚完整，首先对本专利技术中出现的缩略语和关键术语定义进行说明：LNA：低噪声功率放大器；VGA：可调增益放大器。如图1所示，本技术提供了一种毫米波双波束相控阵天线，包括若干天线单元和若干双波束相控阵单元；双波束相控阵单元的四个输入端均接入天线单元；每个双波束相控阵单元输出双支波束。在本技术实施例中，如图1所示，每个双波束相控阵单元的结构相同，均包括四通道分支信号模块、第一馈电网络和第二馈电网络；每个通道分支信号模块的输入端均接入天线单元；每个通道分支信号模块的第一输出端作为第一馈电网络的输入端，其第二输出端作为第二馈电网络的输入端；第一馈电网络和第二馈电网络输出双支波束。在本技术实施例中，如图1所示，四通道分支信号模块中每个信号通道分支均相同，包括LNA、第一VGA、第二VGA、第一移相器和第二移相器；每个通道分支信号模块中，天线单元作为LNA的输入端，LNA的两路输出端分别与和第一VGA的输入端和第二VGA的输入端通信连接；第一VGA的输出端和第二VGA的输出端分别与第一移相器的输入端和第二移相器的输入端通信连接；每个第一移相器的输出端均作为第一馈电网络的输入端；每个第二移相器的输出端均作为第二馈电网络的输入端。在本技术实施例中，利用PCB多层复合层压技术，合理规划叠层结构，制作出双层馈电网络以实现模拟集成双波束天线。在发射状态时，射频信号进入多层PCB板(印刷电路板)，经馈电网络进行第一次功分，信号被分成多路等功率信号，然后各路信号进入多通道幅相调制芯片，在芯片内完成第二次功分后，在芯片内经过可调增益放大器VGA和移相器完成调相调幅和功率放大，最后进入各通道天线单元完成信号的发射。在接收状态时，毫米波信号穿过PCB版的通孔时伴随部分噪声的调整，通过天线进入芯片并一分为二，两路信号各自进入低噪声功率放大器LNA，低噪声功率放大器LNA对毫米波信号进行低噪声放大，通过移相器和可变增益放大器VGA对信号的相位和振幅变化进行自补偿，从而在最后获得最大信号值。每个信号被为一分为二后，各路信号对应的分支最后各汇总成一个输出，即得到最后的双支波束。本技术的工作原理及过程为：在双波束相控阵单元内部对信号进行功分和合路，分支信号经过各通道独立的调幅、调相和放大，最后获得合适的信号值。单个双波束相控阵单元的内部结构为四通道八路输入和两通道输出，四通道八路输入两两结合，连接至四个低噪声放大器LNA对毫米波信号进行低噪声放大，通过移相器和可变增益放大器VGA对信号的相位和振幅变化进行自补偿，分别经两个馈电网络合成，形成双波束信号输出。本技术的有益效果为：本毫米波双波束相控阵天线覆盖范围广，追踪目标数量越多且覆盖范围越广，本相控阵天线的功耗及成本的优势就越明显。双波束能实现快速扫描探测，适用于卫星通信、陆地移动和海洋应用，例如陆地制导和电子侦察等多目标探测，能非常有效地对付复杂的综合性电子干扰。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本技术的原理，应被理解为本技术的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本技术公开的这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波双波束相控阵天线，其特征在于，包括若干天线单元和若干双波束相控阵单元；/n所述双波束相控阵单元的四个输入端均接入天线单元；每个所述双波束相控阵单元输出双支波束。/n

【技术特征摘要】
1.一种毫米波双波束相控阵天线，其特征在于，包括若干天线单元和若干双波束相控阵单元；
所述双波束相控阵单元的四个输入端均接入天线单元；每个所述双波束相控阵单元输出双支波束。


2.根据权利要求1所述的毫米波双波束相控阵天线，其特征在于，每个所述双波束相控阵单元的结构相同，均包括四通道分支信号模块、第一馈电网络和第二馈电网络；
每个所述通道分支信号模块的输入端均接入天线单元；每个所述通道分支信号模块的第一输出端作为第一馈电网络的输入端，其第二输出端作为第二馈电网络的输入端；所述第一馈电网络和第二馈电网络输出双...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡荣，叶松，董姝婧，
申请(专利权)人：成都铱通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51