一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线制造技术

本发明专利技术公开了一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，通过天线圆极化可重构设计、射频通道兼容性设计、收发快速切换设计实现对同频段雷达、通信、电子侦察和电子干扰的兼容功能，通过多层高频混压印制板工艺，结合垂直互连的高集成度设计，实现低成本高集成度相控阵天线设计。高集成度相控阵天线设计。高集成度相控阵天线设计。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线


[0001]本专利技术涉及有源相控阵天线领域，可用于通讯、雷达、电子对抗方向，具体涉及一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线。

技术介绍

[0002]随着装备不断更新换代，为适应现代战争对装备综合性能的要求，装备朝着多功能、集成化设计不断发展。在雷达、通信、电子侦察与电子干扰领域，射频综合一体化设计的要求越来越急迫，若雷达、通信、电子侦察与电子干扰功能可以通过复用相同的天线阵面实现各自功能，则可以有效降低装备成本，减少天线口面数量，扩展装备作战效能。
[0003]对于已经广泛应用于雷达、通信、电子侦察与电子干扰领域的有源相控阵天线，射频综合一体化的设计难点在于，天线及射频通道需要兼顾雷达、通信、电子侦察与电子干扰的不同性能要求，例如通信多使用圆极化天线以提高通信稳定性，电子侦察与电子干扰也可以使用圆极化天线以减少目标辐射源信号的极化失配从而提高截获概率，而圆极化雷达会因目标回波极化反旋而导致无法接收。同时，作为雷达、通信、电子侦察与电子干扰装备中成本占比最高、尺寸重量较大的有源相控阵天线，对其进行小型化、低成本设计也至关重要。
[0004]针对传统相控阵天线不具备兼容雷达、通信、电子侦察与电子干扰的能力，且常用的微组装工艺带来的高成本和低集成度问题，本专利技术针对性的提出一种一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，通过射频收发通道复用、天线圆极化可重构，实现多功能复用，再结合多层高频混压印制板工艺实现低成本和高集成度设计。

技术实现思路

[0005]本专利技术在提出了一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，可在较低的成本和尺寸下实现有源相控阵天线的功能扩展，可具备兼容同频段雷达、通信、电子侦察和电子干扰的收发功能。
[0006]实现本专利技术的技术解决方案为：一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，采用收发共用体制，阵列规模M行
×
N列，所述相控阵天线包括天线罩、收发天线阵面、综合功能电路板、冷板、底板、供液连接器、对外电连接器、盲插连接器，综合功能电路板采用多层高频混压印制板工艺，综合功能电路板与收发天线阵面之间通过冷板隔开且通过冷板散热，信号互连通过盲插连接器实现，综合功能电路板的底面设置于底板上，底板设有对外电连接器，收发天线阵面上设有天线罩进行保护。
[0007]本专利技术通过天线圆极化可重构设计、射频通道兼容性设计、收发快速切换设计实现对同频段雷达、通信、电子侦察和电子干扰的兼容功能，通过多层高频混压印制板工艺，结合垂直互连的高集成度设计，实现低成本高集成度相控阵天线设计。
[0008]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：采用成本较低的多层高频混压印制板工艺，而不是成本较高的微组装工艺，可以
显著降低硬件成本，同时多层高频混压印制板工艺走线空间更大，布线自由度更高，更有利于提高电路集成度；在结构布局上各模块采用垂直互连的设计，可以有效利用空间利用率，提高设备集成度；在射频通道设计上采用宽带设计，包括多级带状线功分器，既适应雷达、通信对窄带信号质量的要求，也能适应电子侦察、电子干扰对宽带信号接收与发射的要求；天线采用圆极化可重构以及收发共用设计，可以根据通信对象的极化方式调整收发极化，也可以在脉冲雷达收发间隙切换极化旋向，在电子侦察和电子干扰应用上，圆极化天线极化失配某些情况下较线极化更小。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的结构布局示意图。
[0010]图2为本专利技术的印制板叠层示意图。
[0011]图3a为本专利技术的天线层布局示意图。
[0012]图3b为本专利技术的馈电电路层布局示意图。
[0013]图3c为本专利技术的收发电路层布局示意图。
[0014]图4为本专利技术的极化切换模块电路原理框图。
[0015]图5为本专利技术的收发电路模块电路原理框图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果改特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0018]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术地描述中，“多个”地含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体地限定。
[0019]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应作广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连接”可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0020]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围指内。
[0021]下面将结合本设计实例对具体实施方式、以及本次专利技术的技术难点、专利技术点进行进一步介绍。
[0022]本专利技术所述的高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线收发共用，阵列
规模为M行
×
N列。
[0023]所述相控阵天线具有收发同旋模式，即发射信号与接收信号同为左旋圆极化或者同为右旋圆极化；所述相控阵天线具有收发反旋模式，即发射信号与接收信号同为圆极化但旋向相反，例如发射信号为右旋圆极化，接收信号为左旋圆极化，或者发射信号为左旋圆极化，接收信号为右旋圆极化。
[0024]所述相控阵天线可工作在电子侦察模式、电子干扰模式、主动探测模式和双向通信模式。
[0025]结合图1，所述相控阵天线包括天线罩、收发天线阵面、综合功能电路板、冷板、底板、供液连接器、对外电连接器、盲插连接器，综合功能电路板的底面设置于底板上，顶面与冷板的底面连接。底板设有对外电连接器，冷板上设有供液连接器和盲插连接器，收发天线阵面设置于冷板顶面，收发天线阵面上设有天线罩进行保护。
[0026]所述收发天线阵面包括M行
×
N列个收发天线单元（例如双馈圆极化天线单元），所述收发天线单元采用双馈圆极化天线，通过调节2个馈电点相位超前/滞后90
°
实现左旋/右旋圆极化切换，每4个两两相邻的收发天线单元也可通过旋转馈电的方式提高所述相控阵天线的圆极化轴比。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，采用收发共用体制，阵列规模M行
×
N列，所述相控阵天线包括天线罩、收发天线阵面、综合功能电路板、冷板、底板、供液连接器、对外电连接器、盲插连接器，其特征在于，综合功能电路板采用多层高频混压印制板工艺，综合功能电路板与收发天线阵面之间通过冷板隔开且通过冷板散热，信号互连通过盲插连接器实现，综合功能电路板的底面设置于底板上，底板设有对外电连接器，收发天线阵面上设有天线罩进行保护。2.根据权利要求1所述的一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，其特征在于，所述收发天线阵面包括M
×
N个收发天线单元，实现射频信号与电磁辐射间的相互转换；所述综合功能电路板集成天线馈电及极化切换、收发功分合路网络、射频信号收发与移相、波束控制、供电电源变换功能。3.根据权利要求2所述的一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，其特征在于：所述综合功能电路板分为上表层的馈电电路层、下表面的收发电路层、内层中的供电电路层、数字电路层、发射功分网络层、接收合路网络层以及多层参考地层和隔离地层。4.根据权利要求3所述的一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，其特征在于：所述馈电电路层由M
×
N个极化切换模块组成，每个极化切换模块与对应收发天线单元通过盲插连接器相连，以实现发射信号的左旋或右旋圆极化发射以及接收信号的左旋或右旋圆极化接收，同时通过开关选通对应滤波器实现窄带或宽带信号发射以及窄带或宽带信号接收。5.根据权利要求4所述的一种高集成度圆极化可重构侦干探通一体化相控阵天线，其特征在于：所述的馈电电路层中极化切换模块包括Lange电桥、第一环形器、第二环形器、第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关、第一窄带滤波器、第二窄带滤波器、第一宽带滤波器、第二宽带滤波器、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关；所述极化切换模块与收发天线单元直接相连，通过所述第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关、第一单刀单掷开关和第二单刀单掷开关的切换、组合，可实现窄带右旋圆极化发射和窄带左旋圆极化接收、窄带右旋圆极化发射和窄带右旋圆极化接收、窄带左旋圆极化发射和窄带左旋圆极化接收、窄带右旋圆极化发射和窄带右旋圆极化接收、宽带右旋圆极化发射和宽带左旋圆极化接收、宽带右旋圆极化发射和宽带右旋圆极化接收、宽带左旋圆极化发射和宽带左旋圆极化接收、宽带右旋圆极化发射和宽带右旋圆极化接收。6.根据权利要求3所述的一种高集成度圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨战，张斌，马益路，汤永浩，干鹏，刘飞，吴竞，王寒冰，尹震峰，肖楠，孙昊，安凯，
申请(专利权)人：中国航天科工集团八五一一研究所，
类型：发明
国别省市：