【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及相控阵天线，具体而言，涉及一种天线阵面收发共孔径布局方法、tr模组嵌套布阵方法和有源相控阵天线。
技术介绍
1、二维有源相控阵天线相比于传统机械天线，具有波束无惯性快速扫描、阵面功能在线可配置以及通道冗余能力强等诸多优点，被广泛应用于通信、数据链、雷达等军民领域。近几年随着相控阵天线向蒙皮化、多功能方向发展，对天线的集成架构、功能划分、结构形态等都提出了全新要求，更轻、更薄、功能密度更高、集成密度更大成为核心诉求。尤其在毫米波频段天线单元间距更小的条件下，实现上述要求更是不小的挑战。以毫米波高通量卫通地面终端相控阵天线为例，典型工作频段为接收k频段、发射ka频段，常规布局下一套完整的地面终端天线包含k频段接收天线和ka频段发射天线各一副，收发全双工模式工作，以此与通信卫星构成上下行链路。
2、相控阵天线向蒙皮化、多功能方向发展，对功能密度和集成密度均提出了很高要求。毫米波卫通天线收发两副天线的布局方式，对设备载体的面积占用较大，尤其在高价值、轻量化、隐身装备上，对机体蒙皮的开孔形状和大小约束很苛刻，收/发双天线布局结构必然导致机体外表面出现两个或一个大尺寸(等同收/发两幅天线所需面积)开孔，对装备性能影响主要体现在：1)开孔缝隙更多更长，对雷达波的反射更强，会显著恶化装备的隐身性能。2)两幅天线的体积和重量都更大，占用机体宝贵的内部空间和载重资源。3)双天线布局对后续先进战机蒙皮化和智能化实现不利。因此常规双天线布局方案不能满足未来卫通相控阵天线的发展需求。
技术实现思路b>
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
2、为此，本专利技术第一方面提供了一种天线阵面收发共孔径布局方法。
3、本专利技术第二方面提供了一种基于共孔径布局的tr模组嵌套布阵方法。
4、本专利技术第三方面提供了一种有源相控阵天线。
5、本专利技术提供的一种天线阵面收发共孔径布局方法，所述天线阵面布置有多个发射单元和多个接收单元，方法包括：
6、多个所述接收单元呈方阵式排布于天线阵面所在平面；
7、多个所述发射单元呈菱形网格式排布于天线阵面所在平面；
8、至少部分所述发射单元设于相邻两接收单元连线的中点；
9、其中，接收单元在天线阵面所在平面内以第一间距d1等间距扩展平铺，发射单元在天线阵面所在平面内以第二间距d2等间距扩展平铺；
10、第一间距d1和第二间距d2具有以下关系：
11、
12、根据本专利技术上述技术方案的天线阵面收发共孔径布局方法，还可以具有以下附加技术特征：
13、在上述技术方案中，所述第一间距d1表示多个接收单元所形成方阵的行列间距；
14、所述第二间距d2表示发射单元所在菱形网格的边长。
15、在上述技术方案中，第一间距d1所在方向与第二间距d2所在方向的夹角为45度，即接收单元布阵阵面旋转45度后能够与接收单元布阵阵面嵌套合并实现共孔径布局。
16、本专利技术还提供了一种基于共孔径布局的tr模组嵌套布阵方法，多个所述tr模组设于天线阵面，所述天线阵面采用如上述技术方案中任一项所述的天线阵面收发共孔径布局方法实现嵌套布局；
17、所述tr模组包括n个接收单元以实现n路接收天线通道功能；
18、所述tr模组包括2n个发射单元以实现2n路发射天线通道功能。
19、根据本专利技术上述技术方案的基于共孔径布局的tr模组嵌套布阵方法，还可以具有以下附加技术特征：
20、在上述技术方案中，tr模组具有第一布置方向和第二布置方向，将天线阵面所在平面定义为x-y平面，所述第一布置方向与x轴方向平行，所述第二布置方向与y轴方向平行。
21、在上述技术方案中，将按照第一布置方向布置的tr模组定义为水平放置tr模组，将按照第二布置方向布置的tr模组定义为垂直放置tr模组；
22、x-y平面内，水平放置tr模组沿x轴方向和y轴方向与垂直放置tr模组相邻布置。
23、在上述技术方案中，所述水平放置tr模组的正上方和/或正下方和/或正左侧和/或正右侧具有相邻布置的垂直放置tr模组。
24、在上述技术方案中，所述垂直放置tr模组的正上方和/或正下方和/或正左侧和/或正右侧具有相邻布置的水平放置tr模组。
25、在上述技术方案中，所述tr模组包括4个接收单元和8个发射单元。
26、本专利技术又提供了一种有源相控阵天线，采用如上述技术方案中任一项所述的天线阵面收发共孔径布局方法实现天线辐射单元的嵌套布局，采用如上述技术方案中任一项所述的tr模组嵌套布阵方法实现每个辐射阵面后端tr模组的集成。
27、综上所述，由于采用了上述技术特征，本专利技术的有益效果是：
28、本专利技术巧妙利用需要共孔径布局两副天线工作频段对应的布阵间距物理尺寸，在x-y平面上实现几何均匀嵌套(旋转45度，利用等腰直角三角形直角边和斜边的比例关系)。可在大阵面中保持原有小阵面各自间距要求的均匀周期性布局特点，新构成的嵌套阵面同样具有均匀周期可扩展的物理特征。
29、tr模组选取8发/4收作为标准单元，一方面与阵面共孔径布局两种布阵间距相匹配，避免了tr模组种类多(tr模组内收发通道数量更少也可实现布局，但模组种类不止一种)，或者模组内收/发天线接口布局凌乱的问题(正方形tr模组，内部对应的天线接口位置不再几何对称，影响tr模组内芯片接口的实现)。虽然在装配方式上需要周期性旋转，但就单一模块来看却保持了tr模组的唯一性和接口对称性，大大简化了tr模组技术状态的管理，以及tr组件的装配和测试复杂度，显著提高了生产阶段的效率和可靠性。
30、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种天线阵面收发共孔径布局方法，所述天线阵面布置有多个发射单元和多个接收单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的天线阵面收发共孔径布局方法，其特征在于，所述第一间距D1表示多个接收单元所形成方阵的行列间距；
3.根据权利要求2所述的天线阵面收发共孔径布局方法，其特征在于，第一间距D1所在方向与第二间距D2所在方向的夹角为45度，即发射单元布阵阵面旋转45度后能够与接收单元布阵阵面嵌套合并实现共孔径布局。
4.一种基于共孔径布局的TR模组嵌套布阵方法，其特征在于，多个所述TR模组设于天线阵面，所述天线阵面采用如权利要求1-3中任一项所述的天线阵面收发共孔径布局方法实现嵌套布局；
5.根据权利要求4所述的基于共孔径布局的TR模组嵌套布阵方法，其特征在于，TR模组具有第一布置方向和第二布置方向，将天线阵面所在平面定义为X-Y平面，所述第一布置方向与X轴方向平行，所述第二布置方向与Y轴方向平行。
6.根据权利要求5所述的基于共孔径布局的TR模组嵌套布阵方法，其特征在于，将按照第一布置方向布置的TR模组定义为水平放置
7.根据权利要求6所述的基于共孔径布局的TR模组嵌套布阵方法，其特征在于，所述水平放置TR模组的正上方和/或正下方和/或正左侧和/或正右侧具有相邻布置的垂直放置TR模组。
8.根据权利要求6所述的基于共孔径布局的TR模组嵌套布阵方法，其特征在于，所述垂直放置TR模组的正上方和/或正下方和/或正左侧和/或正右侧具有相邻布置的水平放置TR模组。
9.根据权利要求4所述的基于共孔径布局的TR模组嵌套布阵方法，其特征在于，所述TR模组包括4个接收单元和8个发射单元。
10.一种有源相控阵天线，其特征在于，采用如权利要求1-3中任一项所述的天线阵面收发共孔径布局方法实现天线辐射单元的嵌套布局，采用如权利要求4-9中任一项所述的TR模组嵌套布阵方法实现每个辐射阵面后端TR模组的集成。
...【技术特征摘要】
1.一种天线阵面收发共孔径布局方法，所述天线阵面布置有多个发射单元和多个接收单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的天线阵面收发共孔径布局方法，其特征在于，所述第一间距d1表示多个接收单元所形成方阵的行列间距；
3.根据权利要求2所述的天线阵面收发共孔径布局方法，其特征在于，第一间距d1所在方向与第二间距d2所在方向的夹角为45度，即发射单元布阵阵面旋转45度后能够与接收单元布阵阵面嵌套合并实现共孔径布局。
4.一种基于共孔径布局的tr模组嵌套布阵方法，其特征在于，多个所述tr模组设于天线阵面，所述天线阵面采用如权利要求1-3中任一项所述的天线阵面收发共孔径布局方法实现嵌套布局；
5.根据权利要求4所述的基于共孔径布局的tr模组嵌套布阵方法，其特征在于，tr模组具有第一布置方向和第二布置方向，将天线阵面所在平面定义为x-y平面，所述第一布置方向与x轴方向平行，所述第二布置方向与y轴方向平行。
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，刘帅，孙凤林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：
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