宽带混合波束成形一体化天线阵的制作方法

文档序号:12683929阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种宽带混合波束成形一体化天线阵,其特征在于:包括双向移相收发阵列、天线阵列以及控制与校准单元;其中,

所述双向移相收发阵列包括至少一个同相功分模块和多个双向移相收发单元;所述同相功分模块包含多个功分器,用于将一路射频信号同相等幅功分为多路射频信号;所述双向移相收发单元包括用于放大射频通道信号的射频收发前端模块和用于调整射频通道的相位以及幅度正交合成移相模块,射频通道包括接收和发射信号通道;所述天线阵列包含多个天线单元,用于辐射或接收各射频通道的信号;所述控制与校准单元的一端与各双向移相收发单元相连接,另一端连接基带处理板,用于对整个宽带混合波束成形一体化天线阵的波束成形进行控制与校准。

2.根据权利要求1所述的一体化天线阵,其特征在于:所述正交合成移相模块包括正交耦合器、第一数控衰减器、第三射频开关、第一传输线变压器、第二数控衰减器、第四射频开关、第二传输线变压器以及功率合成器;

正交耦合器的输入端连接同相功分模块,正交耦合器的0度输出端依次经过第一数控衰减器、第三射频开关、第一传输线变压器与功率合成器的第一输入端口相连;正交耦合器的90度输出端依次经过第二数控衰减器、第四射频开关、第二传输线变压器与功率合成器的第二输入端口相连,功率合成器的公共端口与所述射频收发前端模块相连。

3.根据权利要求2所述的一体化天线阵,其特征在于:所述正交耦合器、数控衰减器、射频开关、传输线变化器以及功率合成器均采用宽带器件,工作带宽范围为500MHz,中心频率覆盖范围从2.5GHz至3.5GHz。

4.根据权利要求1所述的一体化天线阵,其特征在于:所述射频收发前端模块包括接收放大链路、发射放大链路、第一射频开关和第二射频开关;其中,

第一射频开关的公共端连接正交合成移相模块,第一射频开关的发射端口通过发射放大链路连接第二射频开关的发射端口;第二射频开关的公共端连接天线阵列,第二射频开关的接收端口通过接收放大链路连接第一射频开关的接收端口。

5.根据权利要求4所述的一体化天线阵,其特征在于:发射放大链路包括依次连接的带通滤波器、射频放大器和功率放大器,用于在射频开关拨在发射端口时对从正交合成移相模块出来的信号进行滤波和放大后送入天线阵列进行辐射;接收放大链路包括依次连接的低噪声放大器、带通滤波器和射频放大器,用于在射频开关拨在接收端口时对从天线阵列接收到的射频信号进行放大和滤波后送入正交合成移相模块。

6.根据权利要求5所述的一种高性能宽带混合波束成形一体化天线阵,其特征在于:低噪声放大器工作频段为50MHz~4GHz,噪声系数为1.5dB;射频放大器的工作范围在50MHz~6GHz;功率放大器的工作范围在200MHz~6GHz;带通滤波器的性能要求为通带内插损小于2dB,带外杂散抑制达到30dB。

7.根据权利要求1所述的一体化天线阵,其特征在于:所述控制与校准单元包括控制部、控制接口及只读存储器;只读存储器与控制部连接通信,控制部的输入端连接基带处理板,输出端通过控制接口连接各双向移相收发单元;控制部可选用可编程逻辑器件或单片机。

8.根据权利要求7所述的一体化天线阵,其特征在于:只读存储器内储存有控制字表,所述控制字表包含作为控制字的预先写入的相位及幅度值;预先写入的相位及幅度值是通过基带处理板在对各射频通道进行初始相位校准时写入,包括各射频通道的初始相位值及相对变化对应控制。

9.根据权利要求8所述的一体化天线阵,其特征在于:基带处理板在对各射频通道进行初始相位校准时,对于不同的射频通道将初始幅度调为一致,仅初始相位不同。

10.根据权利要求1所述的一体化天线阵,其特征在于:所述一体化天线阵采用线性阵列结构,包括至少两组双向移相收发子阵列和至少一组天线子阵列;所述天线单元采用宽带偶极振子天线,带宽范围为500MHz。

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