一种相控阵天线及电子设备制造技术

本申请提出一种相控阵天线及电子设备，相控阵天线包括天线单元、有源电路、第一控制单元以及有源驻波调谐装置，有源驻波调谐装置包括阻抗调谐单元、反射系数检测单元以及第二控制单元；有源电路连接于阻抗调谐单元的第一端，天线单元连接于反射系数检测单元的第一端，阻抗调谐单元的第二端连接于反射系数检测单元的第二端，第二控制单元的第一端连接于第一控制单元，第二控制单元的第二端连接于反射系数检测单元的第三端，第二控制单元的第三端连接于阻抗调谐单元的第三端。通过有源驻波调谐装置实现天线单元与级联的有源电路之间的实时阻抗匹配，抑制相控阵天线的有源驻波，避免后级电路中放大器的性能出现恶化。免后级电路中放大器的性能出现恶化。免后级电路中放大器的性能出现恶化。

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵天线及电子设备


[0001]本申请涉及通信领域，具体而言，涉及一种相控阵天线及电子设备。

技术介绍

[0002]相控阵天线的有源驻波是由于天线单元间能量互耦现象引起，这种互耦现象将导致天线单元驻波的恶化，即天线单元输入阻抗变化。进而导致天线单元与原级联电路之间发生阻抗失配，从而引起能量的损失。其次，由于相控阵天线的波束在工作时并不是固定的，当波束扫描时，互耦能量的幅度和相位都将发生变化，即天线单元的输入阻抗随波束扫描并不固定。对于有源相控阵天线，由于天线单元直接与功率放大器或低噪声放大器相连，变化的天线单元阻抗将引起放大器关键性能，如输出功率、效率以及噪声指标的额外恶化。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种相控阵天线及电子设备，以至少部分改善上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供一种相控阵天线，所述相控阵天线包括天线单元、有源电路、第一控制单元以及有源驻波调谐装置，所述有源驻波调谐装置包括阻抗调谐单元、反射系数检测单元以及第二控制单元；所述有源电路连接于所述阻抗调谐单元的第一端，所述天线单元连接于所述反射系数检测单元的第一端，所述阻抗调谐单元的第二端连接于所述反射系数检测单元的第二端，所述第二控制单元的第一端连接于所述第一控制单元，所述第二控制单元的第二端连接于所述反射系数检测单元的第三端，所述第二控制单元的第三端连接于所述阻抗调谐单元的第三端。
[0005]可选地，所述第二控制单元用于在接收到第一控制单元传输的波束切换命令后，向所述反射系数检测单元发送触发指令；所述反射系数检测单元用于再获取到所述触发指令后，采集第一采样信号和第二采样信号的幅相信息，并将采集到的幅相信息传输给所述第二控制单元；其中，所述第一采样信号为入射所述天线单元的采样信号，所述第二采样信号为所述天线单元的反射信号；所述第二控制单元用于基于所述第一采样信号和第二采样信号的幅相信息获取反射系数；其中，反射系数包括幅度比值和相位比值，所述幅度比值为所述第一采样信号的幅度和所述第二采样信号的幅度的比值，所述相位比值为所述第一采样信号的相位和所述第二采样信号的相位的比值；所述第二控制单元还用于基于所述反射系数生成调谐指令，并将所述调谐指令传输给所述阻抗调谐单元；所述阻抗调谐单元用于执行所述调谐指令。
[0006]可选地，所述阻抗调谐单元包括数控移相器、第一开关、第一电容以及第一电感；所述数控移相器的第一端作为所述阻抗调谐单元的第一端，连接于所述有源电路，所述数控移相器的第二端作为所述阻抗调谐单元的第二端，连接于所述反射系数检测单元的第二端；所述第一开关的第一端连接于所述数控移相器的第一端，所述第一开关的第二端悬空，所述第一开关的第三端连接于所述第一电容的第一端，所述第一开关的第四端连接于所述第一电感的第一端；所述第一电容的第二端和所述第一电感的第二端接地；所述数控移相器的第三端和所述第一开关的第五端均与所述第二控制单元的第三端连接。
[0007]可选地，所述调谐指令包括所述数控移相器的目标移相量和所述第一开关的开合指示信息，其中，所述开合指示信息表征所述第一开关中的第一端与第二端、第三端以及第四端之间的开合状态。
[0008]可选地，所述第一电容为可调电容，所述第一电感为可调电感，所述第一电容的第三端和所述第一电感的第三端均连接于所述第二控制单元的第三端。
[0009]可选地，在所述开合指示信息表征所述第一开关中的第一端与第三端闭合连接时，所述调谐指令还包括所述可调电容的目标电容值；在所述开合指示信息表征所述第一开关中的第一端与第四端闭合连接时，所述调谐指令还包括所述可调电感的目标电感值。
[0010]可选地，当所述反射系数表征所述天线单元处于匹配状态时，所述目标移相量为0，所述开合指示信息表征所述第一开关中的第一端与第二端闭合连接。
[0011]可选地，所述反射系数检测单元包括双定向耦合器和幅相检测器；所述双定向耦合器的第一端作为所述反射系数检测单元的第一端，连接于所述天线单元，所述双定向耦合器的第二端作为所述反射系数检测单元的第二端，连接于所述阻抗调谐单元的第二端；所述幅相检测器分别与所述双定向耦合器、所述第二控制单元连接。
[0012]可选地，所述第一控制单元用于在接收到上位机传输的波束扫描指令时，依据波束扫描指令对所述天线单元进行调节，在完成调节后，向所述第二控制单元发送波束切换命令。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的相控阵天线。
[0014]相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种相控阵天线及电子设备，相控阵天线包括天线单元、有源电路、第一控制单元以及有源驻波调谐装置，有源驻波调谐装置包括阻抗调谐单元、反射系数检测单元以及第二控制单元；有源电路连接于阻抗调谐单元的第一端，天线单元连接于反射系数检测单元的第一端，阻抗调谐单元的第二端连接于反射系数检测单元的第二端，第二控制单元的第一端连接于第一控制单元，第二控制单元的第二端连接于反射系数检测单元的第三端，第二控制单元的第三端连接于阻抗调谐单元的第三端。通过有源驻波调谐装置实现天线单元与级联的有源电路之间的实时阻抗匹配，抑制相控阵天线的有源驻波，避免后级电路中放大器的性能出现恶化。避免了能量损失并且不需
要铁氧体材料实现，适合芯片化集成，适用于毫米波相控阵天线的应用。不受天线单元和天线阵列形式限制，理论上可以适用于任意相控阵天线阵列。
[0015]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
[0017]图1为本申请实施例提供的相控阵天线的结构示意图；图2为本申请实施例提供的阻抗调谐单元的结构示意图；图3 a为本申请实施例提供的阻抗调谐单元对失配阻抗的调谐示意图之一；图3 b为本申请实施例提供的阻抗调谐单元对失配阻抗的调谐示意图之二；图3 c为本申请实施例提供的阻抗调谐单元对失配阻抗的调谐示意图之三；图4为本申请实施例提供的反射系数检测单元的结构示意图。
[0018]图中：10
‑
有源电路；20
‑
天线单元；30
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第一控制单元；40
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有源驻波调谐装置；401
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第二控制单元；402
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反射系数检测单元；403
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阻抗调谐单元；402A
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双定向耦合器；402B
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幅相检测器。
具体实施方式
[0019]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线，其特征在于，所述相控阵天线包括天线单元、有源电路、第一控制单元以及有源驻波调谐装置，所述有源驻波调谐装置包括阻抗调谐单元、反射系数检测单元以及第二控制单元；所述有源电路连接于所述阻抗调谐单元的第一端，所述天线单元连接于所述反射系数检测单元的第一端，所述阻抗调谐单元的第二端连接于所述反射系数检测单元的第二端，所述第二控制单元的第一端连接于所述第一控制单元，所述第二控制单元的第二端连接于所述反射系数检测单元的第三端，所述第二控制单元的第三端连接于所述阻抗调谐单元的第三端。2.如权利要求1所述的相控阵天线，其特征在于，所述第二控制单元用于在接收到第一控制单元传输的波束切换命令后，向所述反射系数检测单元发送触发指令；所述反射系数检测单元用于再获取到所述触发指令后，采集第一采样信号和第二采样信号的幅相信息，并将采集到的幅相信息传输给所述第二控制单元；其中，所述第一采样信号为入射所述天线单元的采样信号，所述第二采样信号为所述天线单元的反射信号；所述第二控制单元用于基于所述第一采样信号和第二采样信号的幅相信息获取反射系数；其中，反射系数包括幅度比值和相位比值，所述幅度比值为所述第一采样信号的幅度和所述第二采样信号的幅度的比值，所述相位比值为所述第一采样信号的相位和所述第二采样信号的相位的比值；所述第二控制单元还用于基于所述反射系数生成调谐指令，并将所述调谐指令传输给所述阻抗调谐单元；所述阻抗调谐单元用于执行所述调谐指令。3.如权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，所述阻抗调谐单元包括数控移相器、第一开关、第一电容以及第一电感；所述数控移相器的第一端作为所述阻抗调谐单元的第一端，连接于所述有源电路，所述数控移相器的第二端作为所述阻抗调谐单元的第二端，连接于所述反射系数检测单元的第二端；所述第一开关的第一端连接于所述数控移相器的第一端，所述第一开关的第二端悬空，所述第一开关的第三端连接于所述第一电容的第一端，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗烜，周明明，
申请(专利权)人：成都天锐星通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：