本发明专利技术公开了适合用于相控阵天线的天线部件，其作为相控阵天线组件，以及包括相控阵天线组件的航空器。在一个实施例中，天线子阵组件包括导热电泡沫基底、粘合到泡沫基底的多个辐射单元以及邻近辐射单元设置的雷达天线罩。在平面视图中查看时，子阵组件呈现三角形形状，且多个辐射单元布置在泡沫基底上的三角形阵列中。在一些实施例中，多个子阵组件可被组装以形成天线组件。在此外的实施例中，航空器可备有一个或多个天线组件。本发明专利技术同样描述了其它实施例。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子通信和雷达系统以及用于电子通信和雷达应用中的天线阵列的配置。
技术介绍
航空器，包括航天器，一般包括使用天线阵与地基系统通信的通信系统。已发现相控阵天线在机载通信系统和地基通信系统两者中的效用。航空器，尤其是航天器，具有有限 的功率源并且因此必须管理功率源。因此，功率有效相控阵天线系统被认为是有利的。
技术实现思路
在一个实施例中，天线子阵组件包括热传导泡沫基底、粘合到泡沫基底的多个辐射单元、邻近辐射单元设置的雷达天线罩。在平面视图中，子阵组件呈现三角形形状，且多个辐射单元布置在泡沫基底上的三角形阵列中。在另一个实施例中，相控阵天线组件包括多个面板，每个面板包括多个天线子阵组件。至少一个子阵组件包括热传导泡沫基底、粘合到泡沫基底的多个辐射单元和邻近辐射单元设置的天线罩。在平面视图中，子阵组件呈现三角形形状，且多个辐射单元布置在泡沫基底上的三角形阵列中。在另一个实施例中，航空器包括通信系统和连接到通信系统且包括多个面板的相控阵天线阵列。每个面板包括多个天线子阵组件，且至少一个子阵组件包括热传导泡沫基底，粘合到泡沫基底的多个辐射单元、和邻近辐射单元设置的雷达天线罩。在平面视图中，子阵组件呈现三角形形状，且多个辐射单元布置在泡沫基底上的三角形阵列中。通过本文提供的描述，应用的更多方面也变得明显。应当理解，描述和特定实例仅旨在为了说明且不意在限制本专利技术的范围。附图说明参考以下附图，依照本专利技术的方法和系统的实施例被详细描述。图I是根据实施例的天线子阵组件的示意性分解透视图。图2是根据实施例的天线子阵组件的示意性俯视平面视图。图3是根据实施例的天线面板的示意性透视图。图4是根据实施例的天线面板的示意性俯视平面视图。图5是根据实施例的天线的示意性俯视平面视图。图6是根据实施例的基于航空器的通信系统的示意性说明图，该通信系统可保函天线。具体实施例方式本文描述适合用于相控阵天线系统的天线部件的配置，以及包括这种部件的天线系统。一些实施例的具体细节在下文的描述和相关的附图形中说明，从而提供对这些实施例详尽了解。然而，本领域技术人员应理解，可实现不具有下文说明中描述的细节的替换的实施例。本文以功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤的形式描述该专利技术。为了简便，本文不对涉及惯性测量传感器、GPS系统、导航系统、导航和定位信号处理、数据传输、收发信号、网络控制、和该系统的其他功能方面(和该系统的各操作组件)的常规技术作细节描述。此外，本文包括的各种图形中示出的连接线旨在呈现示范功能关系和/或各种单元间的物理连接。下文描述可涉及被“连接”或“联接”或“粘合 ”在一起的组件或特征。本文所用，除非另有明确规定，“连接”表示零件/组件/特征直接结合(或直接连接)另一个组件/特征。同样地，除非另有明确规定，“联接”或“粘合”表示组件/结点直接或间接结合(或直接或间接通信)另一个组件/特征，但并不需直接物理连接。因此，虽然附图可描述单元的示范布置，但可在实际实施例中可存在额外的插入单元、装置、特征、或组件。图I是根据实施例的天线子阵组件的示意性分解透视图。在图I描述的实施例中，子阵组件100在分层构造中形成且包括，按从下到上的顺序，热沉110、多个放大器120、印刷布线板130、泡沫层140、多个辐射单元150、粘合层160、和雷达天线罩170。雷达天线罩170可由任何合适的实质上对无线电频率(RF)辐射透明的材料构成。例如，雷达天线罩170可由KAPTON 构成。可替换地，雷达天线罩170可被构造为多层层合体。粘合层160可包括静电耗散粘合剂从而粘合雷达天线罩170至泡沫层140。粘合层160扩展在辐射单元150的上方和周围且物理接触辐射单元150。粘全层160允许在辐射单元150上积累的任何静电电荷从辐射单元150导出。应当理解，当如图I所示辐射器组件100由印刷布线板130支撑时，静电耗散粘合层160将连接到接地。静电耗散粘合剂160可由环氧树脂粘合剂、聚氨酯基粘合剂或氰酸酯粘合剂形成，每样掺杂很小比例的导电聚苯胺盐，例如百分之五。掺杂的精确数量将由具体应用的需要规定。静电耗散粘合层160也有助于形成至泡沫基底140的热传导路径且消除可能以别的方式存在于雷达天线罩170和辐射单元150顶层之间的缝隙。通过消除雷达天线罩170内表面和辐射单元150之间的缝隙，形成自雷达天线罩170穿过辐射单元150层的热通路。辐射单元150可布置在泡沫基底140上的三角形阵列中。辐射单元150可被认为相对于地面金属色斑(metal patches)漂浮。虽然如图I中示出的福射单元150通常为圆形，但是应当理解，可形成辐射单元150从而具有任何其它适合的形状，例如，方形、六边形、五边形、矩形、等等。同样地，虽然只示出辐射单元的一层，但是应当理解，组件100可包括辐射单元的两个或更多层从而达到特殊应用的要求。结合图2-3以下将在更主要细节上对辐射单元150的方面进行讨论。在一个实施例中，泡沫基底140可由低RF损失且提供穿过辐射单元150层的热通路的合成泡沫材料形成。因此，不要求辐射器组件10的“有效”冷却。“有效”冷却表示冷却系统采用水或其它冷却媒介，其穿过适合管道网络或网格从而吸收由组件100产生的热并传输热至热辐射器从而被耗散在太空中。有效冷却的使用显著增加了费用和复杂度、相控阵天线系统的大小和重量。因此，可通过合成泡沫基底140的使用实现被动冷却，其允许建造维度更少和重量更轻的子阵组件100，且比之前制造相控阵辐射组件更少的花费和更少的制造复杂度。在一些实施例中，合成泡沫基底140可形成全交联、低密度、复合泡沫基底，其在微波频率范围内表现低损耗特征。泡沫基底140可具有测量超过频率范围I. 25和I. 30之间的介电常数，该频率范围扩展在IOGHz和30GHz之间且超过相同频率范围大约0. 025的损耗角正切。有益地，损失角正切相对恒定超过宽带宽且(范围)从大约12GHz至大约33GHz。泡沫基底140的热电阻倾向于小于大约50. 2V /W。泡沫基底140也倾向于具有至少大约在0.0015瓦每英寸每。C (W/inC)的热传导系数，或至少大约0.0597瓦每英寸每度开氏温标(Kelvin) (W/mK)。一种商业上可利用且适合使用的特别合成泡沫是来自加州瓦伦西亚(美国)Aptek Laboratories股份有限公司的DI-STRATETM泡沫瓦。在一些实施例中，印刷布线板(PWB) 130可由常规PWB材料形成，例如，Rogers4003系列电介质PWB材料。多个放大器120可排列在PWB130和热沉模块120之间。在一些实施例中，多个放大器可通过PWB130中的电路轨迹作为连接到功率源和控制器的一系列单片微波集成电路(MMIC)来执行。在一些实施例中，热沉模块110可由使用丽IC生成的热能的相变材料形成，从而 实现热沉模块110中的材料相变。形成的吸热器模块110的特别材料并不是决定性的。合适材料的实例包括石蜡和在公认温度融化的其它类型蜡。使用的具体类型的蜡和其它材料决定热沉开始存储过量热能量的温度。依照转让至McCarth等人的美国专利申请系列No. 2/121，082 (该公开在些作为参考并入本文)提供的一般性描述，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.01.13 US 13/005,7601.一种相控阵天线组件，其包括多个面板，每个面板包括多个天线子阵组件，至少一个所述子阵组件包括 热传导泡沫基底； 粘合到所述泡沫基底的多个辐射单元；以及 邻近所述辐射单元设置的雷达天线罩； 其中， 在平面视图中，所述子阵组件呈现三角形形状；以及 所述多个辐射单元布置在所述泡沫基底上的三角形阵列中。2.根据权利要求I中所述的相控阵天线组件，进一步包括 粘合到所述热传导泡沫基底的印刷布线板； 邻近所述印刷布线板设置的放大器的三角形阵列。3.根据权利要求2中所述的相控阵天线组件，进一步包括邻近所述放大器三角形阵列设置的热沉模块。4.根据权利要求3所述的相控阵天线组件，其中 所述放大器的三角形阵列包括单片微波集成电路阵列，即MMIC阵列；以及 所述热沉模块包括相变材料。5.根据权利要求4所述的相控阵天线组件，进一步包括设置在所述泡沫基底上且接触所述辐射单元的静态耗散粘合剂层，并且所述静态耗散粘合剂层将所述雷达天线罩粘合到所述基底。6 根据权利要求I所述的相控阵天线组件，...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·麦卡锡，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：
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