一种高隔离度相控阵天线子阵的制作方法

本发明涉及相控阵天线，具体涉及一种高隔离度相控阵天线子阵。

背景技术：

1、现代雷达、制导、通信等领域中，有源相控阵天线应用广泛。tr芯片输出端到天线的馈电点通常采用微带线进行设计，针对采用微带线功分器设计的相控阵，在x波段以上，通道间距小，微带线距离近，空间辐射、外部干扰等问题致使通道间的隔离度差。又或是瓦片式集成的相控阵天线，tr芯片数量多、tr芯片距离近，相同的电压使用同一组供电，在测试相控阵天线时，tr芯片会同时工作，导致通道间的隔离度差，通道的幅度、相位采集不准确，会导致相控阵天线的波束指向精度等性能恶化。

2、现有技术中，专利cn112768937a公开了一种高隔离度相控阵天线模块和相控阵天线阵面，该高隔离度相控阵天线模块包括电路板和多个阵列设置在电路板上的辐射单元，相邻两个辐射单元之间设置有第一寄生单元，第一寄生单元用于优化相邻两个辐射单元间的隔离度。然而该专利方案只考虑了天线单元之间的隔离度，无法解决tr通道之间的隔离度、电磁屏蔽对隔离度的影响等问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中相控阵天线设计存在的通道间隔离度差、通道的幅度、相位采集不准确，会导致相控阵天线的波束指向精度等性能恶化等问题，提出了一种高隔离度相控阵天线子阵，该天线子阵中，tr芯片的供电为分组供电，通过对电源的控制实现通道关断，达到通道隔离的目的，以提升在天线测试过程中幅度、相位的准确度，进而达到提升天线波束、天线指向性能的效果。

2、为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

3、一种高隔离度相控阵天线子阵，包括微波板、以阵列形式排布在微波板表面的天线单元、设置在微波板背面的低频供电控制连接器、射频公共端连接器和多个tr芯片；所述射频公共端连接器通过带状线功分器与多个tr芯片连接，多个tr芯片的各输出端口又通过带状线连接到对应的天线馈电点；所述tr芯片的各个输出端通过电源信号控制，其控制信号通过单独的电源线接入低频供电控制连接器。

4、进一步的，所述微波板为多层结构，微波板上设置有tr芯片的供电控制走线层、带状线走线层以及用于电气连接的金属过孔。

5、进一步的，射频公共端连接器通过微波板上的电气孔与带状线功分器的公共端连接，带状线功分器的四个分端口再通过电气孔与各个tr芯片的公共端口连接。

6、进一步的， tr芯片的输出端口通过微波板上的电气孔连接到带状线的一端，带状线的另一端通过微波板上的同轴过孔连接到对应的天线馈电点。

7、进一步的，所述微波板上设置有带状线地孔，带状线地孔之间的间距小于1/4波长，且带状线地孔与带状线地板连接。

8、进一步的，微波板上设置有用于电源线走线的电气连接过孔，所述电气连接过孔不贯穿顶层微波板。

9、进一步的，tr芯片的数量为四个，天线单元数量为16个，子阵为4*4共16个通道。

10、综上所述，本发明具有以下优点：

11、1、本发明中，天线子阵各通道的射频tr芯片为分组供电，测试过程中通过控制电源线的通断使各个tr芯片不同时工作，各通道不同时工作，进而提升相控阵天线测试过程中幅度、相位的测试准确度，进而提升天线波束形成、波束指向的性能；

12、2、本发明中，tr芯片到天线馈电点采用带状线的方式进行电气连接，可以减少空间辐射和外部干扰，达到通道隔离的目的；同时提升相控阵天线测试过程中的幅度、相位的测试准确度，进而提升天线波束指向精度的性能；

13、3、本发明中，射频公共端连接器采用带状线功分器与tr芯片进行电气连接，可以减少空间辐射，增强抗干扰能力，达到通道隔离的目的；同时提升相控阵天线测试过程中的幅度、相位的测试准确度，进而提升天线波束指向精度的性能

14、4、本发明在微波板上还设置有带状线地孔，带状线地孔间距小于1/4波长，且与带状线地板进行连接，电磁信号在地孔及地板组成的区域内传输，可以有效防止电磁信号泄露。

技术特征：

1.一种高隔离度相控阵天线子阵，其特征在于，包括微波板（1）、以阵列形式排布在微波板（1）表面的天线单元（2）、设置在微波板（1）背面的低频供电控制连接器（3）、射频公共端连接器（5）和多个tr芯片（4）；所述射频公共端连接器（5）通过带状线功分器与多个tr芯片（4）连接，多个tr芯片（4）的各输出端口又通过带状线（21）连接到对应的天线馈电点（22）；所述tr芯片（4）的输出端通过电源信号控制，其控制信号通过单独的电源线接入低频供电控制连接器（3）。

2.根据权利要求1所述的一种高隔离度相控阵天线子阵，其特征在于，所述微波板（1）为多层结构，微波板（1）上设置有tr芯片（4）的供电控制走线层、带状线走线层以及用于电气连接的金属过孔。

3.根据权利要求1所述的一种高隔离度相控阵天线子阵，其特征在于，射频公共端连接器（5）通过微波板（1）上的电气孔（16）与带状线功分器的公共端连接，带状线功分器（25）的四个分端口再通过电气孔（16）与各个tr芯片（4）的公共端口连接。

4.根据权利要求1所述的一种高隔离度相控阵天线子阵，其特征在于，tr芯片（4）的输出端口通过微波板（1）上的电气孔（16）连接到带状线的一端，带状线的另一端通过微波板（1）上的同轴过孔连接到对应的天线馈电点。

5.根据权利要求1所述的一种高隔离度相控阵天线子阵，其特征在于，所述微波板（1）上设置有带状线地孔（17），带状线地孔（17）之间的间距小于1/4波长，且带状线地孔（17）与带状线地板（50）连接。

6.根据权利要求1所述的一种高隔离度相控阵天线子阵，其特征在于，微波板（1）上设置有用于电源线走线的电气连接过孔（18），所述电气连接过孔（18）不贯穿顶层微波板（1）。

7.根据权利要求1所述的一种高隔离度相控阵天线子阵，其特征在于，tr芯片（4）的数量为四个，天线单元（2）数量为16个，天线子阵为4*4共16个通道。

技术总结
本发明公开了一种高隔离度相控阵天线子阵，属于相控阵天线技术领域。包括微波板、以阵列形式排布在微波板表面的天线单元、设置在微波板背面的低频供电控制连接器、射频公共端连接器和多个TR芯片；射频公共端连接器通过带状线功分器与多个TR芯片连接，多个TR芯片的各输出端口又通过带状线连接到对应的天线馈电点；TR芯片的各个输出端通过电源信号控制，其控制信号通过单独的电源线接入低频供电控制连接器。本发明中的TR芯片采用分组供电，通过对电源的控制实现通道关断，使TR芯片不同时工作，通道也不同时工作，以达到通道隔离的目的，提升在天线测试过程中幅度、相位的准确度，进而提升天线波束、天线指向的性能。

技术研发人员：章圣长,赵鹏,刘雪颖,赵云,余正冬,罗奕,邓辉
受保护的技术使用者：成都瑞迪威科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4