一种基于矢量调制的Ku波段小型化有源相控阵天线系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于矢量调制的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于：包括有源天线阵模块、和差器模块、电源模块、环控系统模块、波控母板模块和小型化信道模块；所述有源天线阵模块由级联在一起的阵列单元天线和收发模块组成；所述电源模块分别与有源天线阵模块、和差器模块、波控母板模块和小型化信道模块相连接；所述和差器模块与小型化信道模块相连接，波控母板模块分别与设置在有源天线阵模块与和差器模块之间的波控分配板相连接；所述环控系统模块设置在电源模块和波控板模块之间，并与有源天线阵模块相连接。该系统具有口径小、增益高、等效全向辐射功率高、增益噪声温度比值高、工作温度范围广、功耗小等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微波无线通讯
，具体涉及一种用于无线通信、制导领域中基于矢量调制的Ku波段小型化有源相控阵天线系统。
技术介绍
有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技术，它将成为提高雷达在恶劣电磁环境中对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。相对于无源相控阵，有源相控阵的优点是可将发射机完全分散开，每个天线单元辐射的信号在空间进行功率合成，整个馈线系统、 幅相控制系统等处于低功率状态，这样可使馈线系统的功耗降至最低，使系统的可靠性提高，生产成本降低。但由于有源相控阵通常具有上百、甚至上千个天线阵元和收发(TR)模块，若采用混合集成方式来设计TR模块、进而组成有源线控阵，将带来体积、生产成本和可靠性的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对于现有技术的不足，提供一种基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，该有源相控阵天线系统具有口径小、增益高、等效全向辐射功率高、增益噪声温度比值高、工作温度范围广、功耗小等优点。为达到上述专利技术目的，本技术所采用的技术方案为提供一种基于矢量调制的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于包括有源天线阵模块、和差器模块、电源模块、环控系统模块、波控母板模块和小型化信道模块；所述有源天线阵模块由级联在一起的阵列单元天线和收发模块组成；所述电源模块分别与有源天线阵模块、和差器模块、波控母板模块和小型化信道模块相连接；所述和差器模块与小型化信道模块相连接，波控母板模块分别与设置在有源天线阵模块与和差器模块之间的波控分配板相连接；所述环控系统模块设置在电源模块和波控板模块之间，并与有源天线阵模块相连接。按照本技术所提供的基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于所述和差器模块包括和差分配网络、收发芯片和功分网络。按照本技术所提供的基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于所述收发模块包括与阵列单元天线级联的输入/出通道、与和差器模块连接的输出/入通道和与电源模块、波控分配板连接的电源/波控子板；所述输入/出通道由收发微波单片集成电路芯片和矢量调制MMIC芯片组成；所述输出/入通道由收发芯片和功分网络组成；所述收发模块中与阵列单元天线级联的每个通道由收发芯片和矢量调制芯片依次串接而成，芯片的直流偏置分别经过滤波电路与电源/波控子板相连接；所述收发模块中与和差器模块连接的每个通道包含有一个收发芯片，收发芯片的直流偏置由电源/波控子板提供经过了滤波的电源。按照本技术所提供的基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于所述小型化信道模块包括和路收发通道、差路接收通道和频率综合器。按照本技术所提供的基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于所述和差器模块与小型化信道模块之间的射频接口分为和路与差路。按照本技术所提供的基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源 相控阵天线系统，其特征在于所述环控系统模块由水冷板和水冷管组成。按照本技术所提供的基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于所述收发模块中的每个通道是由直接级联在一起的具有低噪声特性的Ku 频段收发匪IC、具有高功率特性的Ku频段收发匪IC和具有矢量调制功能的Ku频段VM 匪IC芯片组成。综上所述，本实用型所提供的基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统相比于现有的有源相控阵天线系统具有如下优点1、采用模块化设计方法，通过对这些功能模块的合理布局和级联组合实现了有源相控阵天线整体性能的优化和提升；2、不但可以对各模块进行独立生产、测试，而且可以提高有源相控阵天线的生产效率，保证实现产品的批生产能力，也有利于该产品的系列化；3、具有体积小，EIRP值高，G/T值高，波束宽度窄、扫描角度大的特点，同时具有良好的可靠性和环境适应能力；4、适于批量化生产，生产成本大大减小，适用于雷达、电子对抗、无线通信等各类微波系统中。附图说明图1为基于矢量调制技术的Ku波段小型化有源相控阵天线系统的系统结构示意图。其中，1、有源天线阵模块；11、单元天线；12、收发模块；13、电源/波控子板；2、和差器模块；3、电源模块；4、环控系统模块；41、水冷管；5、波控母板模块；51、波控分配板； 6、小型化信道模块。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明。如图1所示，该基于矢量调制的Ku波段小型化有源相控阵天线系统包括采用级联安装的方式连接在一起的有源天线阵模块1、和差器模块2、电源模块3、环控系统模块4、波控母板模块5和小型化信道模块6 ；所述有源天线阵模块1由级联在一起的阵列单元天线 11和收发模块12组成；所述电源模块3分别与有源天线阵模块1、和差器模块2、波控母板模块5和小型化信道模块6相连接；所述和差器模块2与小型化信道模块6相连接，波控母板模块5分别与设置在有源天线阵模块1与和差器模块2之间的波控分配板51相连接；所述环控系统模块4设置在电源模块3和波控板模块5之间，并与有源天线阵模块1相连接。所述和差器模块2包括和差分配网络、收发芯片和功分网络。所述收发模块12包括与阵列单元天线11级联的输入/出通道、与和差器模块2连接的输出/入通道和与电源模块3、波控分配板51连接的电源/波控子板13 ；所述输入/出通道由收发微波单片集成电路芯片和矢量调制MMIC芯片组成；所述输出/入通道由收发芯片和功分网络组成；所述收发模块12中与阵列单元天线11级联的每个通道由收发芯片和矢量调制芯片依次串接而成，芯片的直流偏置分别经过滤波电路与电源/波控子板13相连接；所述收发模块12中与和差器模块2连接的每个通道包含有一个收发芯片，收发芯片的直流偏置由电源/波控子板13提供经过了滤波的电源。所述小型化信道模块6包括和路收发通道、差路接收通道和频率综合器。所述和差器模块2与小型化信道模块6之间的射频接口分为和路与差路。所述环控系统模块4由水冷板和水冷管41组成。所述收发模块12中的每个通道是由直接级联在一起的具有低噪声特性的Ku频段收发MMIC、具有高功率特性的Ku频段收发MMIC和具有矢量调制功能的Ku频段VM MMIC芯片组成。所述收发模块12中与天线阵级联的每个通道由收发芯片和矢量调制芯片依次串接而成，芯片的直流偏置分别经过滤波电路与电源/波控子板相连接；所述TR模块中与和差器模块2连接的每个通道包含有一个收发芯片，收发芯片的直流偏置由电源/波控子板提供经过了滤波的电源；和差器模块2包括和差分配网络、收发芯片和功分网络，收发芯片的直流偏置由经过了滤波的电源进行供电；和差器模块2与小型化信道模块6之间的射频接口分别为和路、差路；小型化信道模块6包括和路收发通道、差路接收通道、频率综合器， 频率综合器的参考信号由天线系统外的晶体振荡器提供；电源模块3分别为电源/波控子板、波控分配板、波控母板模块和小型化信道模块供电；波控母板模块负责为波控分配板提供波控数据，再由波控分配板将波控数据转送到波控子板，进而控制TR模块中与天线单元连接的通道中的矢量调制芯片，从而实现对各单元天线馈电的相位和幅度控制。所述收发模块12的每个通道是由3款专用芯片组成的，分别是具有低噪声特性的 Ku频段收发MMIC、具本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于矢量调制的Ｋｕ波段小型化有源相控阵天线系统，其特征在于：包括有源天线阵模块（１）、和差器模块（２）、电源模块（３）、环控系统模块（４）、波控母板模块（５）和小型化信道模块（６）；所述有源天线阵模块（１）由级联在一起的阵列单元天线（１１）和收发模块（１２）组成；所述电源模块（３）分别与有源天线阵模块（１）、和差器模块（２）、波控母板模块（５）和小型化信道模块（６）相连接；所述和差器模块（２）与小型化信道模块（６）相连接，波控母板模块（５）分别与设置在有源天线阵模块（１）与和差器模块（２）之间的波控分配板（５１）相连接；所述环控系统模块（４）设置在电源模块（３）和波控板模块（５）之间，并与有源天线阵模块（１）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：管玉静，李灿，杨万群，章圣长，
申请(专利权)人：成都嘉纳海威科技有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：90