基于宏阵元的接收单元阵模块、发射单元阵模块以及天线的制作方法

本发明涉及有源微带阵列通信天线，具体涉及一种基于宏阵元的接收单元阵模块、发射单元阵模块以及天线。

背景技术：

1、微带阵列天线从信号激励和接收方式上可以分类无源阵列和有源阵列两个大类。无源阵列天线的全部阵元通过无源馈电网络并联(或串联)在一起，使用单台功放/高频头实现信号激励/接收；有源阵列天线则将功放/高频头的激励/接收功能分散开形成众多的t/r组件，并将t/r组件前移与阵元直接融合，形成有源阵元阵列。与无源阵列天线相比，有源阵列天线在收发波束的控制上变得更加灵活。

2、传统的有源微带阵列天线多使用直接控制到单个阵元的技术方案，即每一个独立的阵元都有一套收发有源器件(t/r组件)与之对应，构成有源收发阵元。若干收发组件通过一个波束成形器件汇集，然后多个收发波束成形器件的公共端并联为天线的总射频收发端口，在使用中与上下变频器组件连接。采用这种技术方案，可以利用波束成形器件独立地调整每个阵元的幅度和相位。

3、然而，现有技术为了追求对收发波束的控制能力而采取了在数量上将收发有源器件(t/r组件)与天线阵元按照1:1配置的策略，lna器件和功放(pa)器件的数量与天线面板上的基本阵元数相等，导致天线面板的背面密集地布置了大量的微波高频芯片，产品成本难以控制，并且天线面板的发热量高，热控问题难以解决。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于宏阵元的接收单元阵模块、发射单元阵模块以及天线，有效地降低了产品成本，并解决了现有技术中天线面板的背面密集地布置了大量的微波高频芯片，天线面板的发热量高的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、第一方面，本发明提供一种宏阵元，包括：呈4×4纵横排列分布的16个贴片阵元，

6、所述16个贴片阵元通过微带馈电网络同相并联。

7、第二方面，本发明提供一种基于宏阵元的接收单元阵模块，包括n个接收宏阵元、n个低噪声放大器电路和若干信号接收波束成形芯片，其中，n为大于1的正整数，

8、其中，所述接收宏阵元包括呈4×4纵横排列分布的16个贴片阵元，所述16个贴片阵元通过微带馈电网络同相并联；

9、所述n个接收宏阵元的公共射频信号输出端均分别连接n个低噪声放大器电路的输入端，所述n个低噪声放大器电路的输出端分别连接信号接收波束成形芯片的各个输入端口。

10、优选的，所述低噪声放大器电路采用f6921芯片，所述f6921芯片包括两路低噪声放大器电路。

11、优选的，所述信号接收波束成形芯片采用f6121芯片，所述f6121芯片为8-in/1-out波束成形器件。

12、优选的，n为8，每一个接收宏阵元的射频信号公共输出端均连接一个低噪声放大器电路输入端，8个功率放大器电路输出端分别连接同一片f6121芯片的8路输入端口；所述f6121芯片用于调整来自不同宏阵元的信号相位，确保输出信号同相合成，还用于调整各路信号的幅度。

13、第三方面，本发明提供一种基于宏阵元的发射单元阵模块，包括n个发射宏阵元、n个功率放大器电路和若干信号发射波束成形芯片，其中，n为大于1的正整数，

14、其中，所述发射宏阵元包括呈4×4纵横排列分布的16个贴片阵元，所述16个贴片阵元通过微带馈电网络同相并联；

15、所述n个发射宏阵元的公共射频信号输入端均分别连接n个功率放大器电路的输出端，所述n个功率放大器电路的输入端分别连接信号发射波束成形芯片的各个输出端口。

16、优选的，所述功率放大器电路采用cha5266芯片。

17、优选的，所述信号发射波束成形芯片采用f6521芯片。

18、优选的，n为8，每一个发射宏阵元的射频信号公共输入端均连接一个功率放大器电路输出端，8个功率放大器电路的输入端分别连接同一片f6521芯片的8路输出端口，所述f6521芯片用于调整馈送至不同发射宏阵元的射频信号相位，确保经由贴片阵元辐射出去的无线信号在远区场保持同相状态，还用于调整各路信号的幅度。

19、第四方面，本发明提供一种有源微带阵列卫星通信天线，包括如上述所述的基于宏阵元的接收单元阵模块；

20、和/或

21、如上述所述的基于宏阵元的发射单元阵模块。

22、(三)有益效果

23、本发明提供了一种基于宏阵元的接收单元阵模块、发射单元阵模块以及天线。与现有技术相比，具备以下有益效果：

24、本发明提供一种宏阵元，该宏阵元包括16个贴片阵元，该16个贴片阵元呈4×4纵横排列分布，通过微带馈电网络实现同相并联。同时，基于宏阵元设计了接收单元阵模块、发射单元阵模块以及有源微带阵列卫星通信天线，与现有的的二维电控扫描技术方案相比，本发明在典型工况下的面板热耗散功率显著下降，并且产品的成本也得到了有效控制。

技术特征：

1.一种宏阵元，其特征在于，包括：呈4×4纵横排列分布的16个贴片阵元，

2.一种基于宏阵元的接收单元阵模块，其特征在于，包括n个接收宏阵元、n个低噪声放大器电路和若干信号接收波束成形芯片，其中，n为大于1的正整数，

3.如权利要求2所述基于宏阵元的接收单元阵模块，其特征在于，所述低噪声放大器电路采用f6921芯片，所述f6921芯片包括两路低噪声放大器电路。

4.如权利要求2所述基于宏阵元的接收单元阵模块，其特征在于，所述信号接收波束成形芯片采用f6121芯片，所述f6121芯片为8-in/1-out波束成形器件。

5.如权利要求2所述基于宏阵元的接收单元阵模块，其特征在于，n为8，每一个接收宏阵元的射频信号公共输出端均连接一个低噪声放大器电路输入端，8个功率放大器电路输出端分别连接同一片f6121芯片的8路输入端口；所述f6121芯片用于调整来自不同宏阵元的信号相位，确保输出信号同相合成，还用于调整各路信号的幅度。

6.一种基于宏阵元的发射单元阵模块，其特征在于，包括n个发射宏阵元、n个功率放大器电路和若干信号发射波束成形芯片，其中，n为大于1的正整数，

7.如权利要求6所述的基于宏阵元的发射单元阵模块，其特征在于，所述功率放大器电路采用cha5266芯片。

8.如权利要求6所述的基于宏阵元的发射单元阵模块，其特征在于，所述信号发射波束成形芯片采用f6521芯片。

9.如权利要求6所述的基于宏阵元的发射单元阵模块，其特征在于，n为8，每一个发射宏阵元的射频信号公共输入端均连接一个功率放大器电路输出端，8个功率放大器电路的输入端分别连接同一片f6521芯片的8路输出端口，所述f6521芯片用于调整馈送至不同发射宏阵元的射频信号相位，确保经由贴片阵元辐射出去的无线信号在远区场保持同相状态，还用于调整各路信号的幅度。

10.一种有源微带阵列卫星通信天线，其特征在于，包括如权利要求2～5任一所述的基于宏阵元的接收单元阵模块；

技术总结
本发明提供一种基于宏阵元的接收单元阵模块、发射单元阵模块以及天线，涉及有源微带阵列通信天线技术领域。本发明的宏阵元包括16个贴片阵元，该16个贴片阵元呈4×4纵横排列分布，通过微带馈电网络实现同相并联。同时，基于宏阵元设计了接收单元阵模块、发射单元阵模块以及有源微带阵列卫星通信天线，与现有的的二维电控扫描技术方案相比，本发明在典型工况下的面板热耗散功率显著下降，并且产品的成本也得到了有效控制。

技术研发人员：卢曙,唐一广
受保护的技术使用者：北京宇通星联技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15