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专利号: 2019111753604
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,该天线包括依次连接的馈电端口(100)、功分网络(200)、数字相控馈电网络(300)和数字相控辐射阵列(400);

所述数字相控馈电网络(300)包括多路馈电支路(310),每路馈电支路包括依次连接的传输模块(311)、相控模块Ⅰ(312)以及偏置模块Ⅰ(313);所述数字相控辐射阵列包括多个数字相控辐射单元(410),每个数字相控辐射单元(410)包括依次连接的辐射模块(411)、相控模块Ⅱ(412)以及偏置模块Ⅱ(413);

所述馈电端口(100)用于给相控阵天线提供射频能量和接收相控阵天线的射频能量;

所述功分网络(200)包括多路传输支路(210),用于将射频能量进行多路分配,实现射频能量的多路传输;

所述数字相控馈电网络(300)一方面为数字相控辐射阵列(400)提供射频能量或从数字相控辐射阵列上接收射频能量,另一方面为相控阵天线提供相位控制功能;所述每路馈电支路用于给数字相控辐射阵列(400)提供射频能量和接收射频能量;所述传输模块(311)用于将功分网络(200)的射频能量转化为辐射阵列的射频能量或将辐射阵列接收到的射频能量传输到功分网络;所述相控模块Ⅰ(312)一端与传输模块(311)连接,用于实现馈电支路(310)上的相位控制;所述偏置模块Ⅰ(313)与相控模块Ⅰ(312)另一端连接,给相控模块Ⅰ(312)提供偏置电流;

所述辐射模块(411)用于提供能量辐射;所述相控模块Ⅱ(412)用于数字相控辐射单元(410)的相位;所述偏置模块Ⅱ(413)用于为辐射模块(411)提供偏置电流。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述相控模块Ⅰ(312)和相控模块Ⅱ(412)均通过集成数字控制器件实现相位的控制;所述数字控制器件包括PIN二极管、变容二极管或MEMS二极管,以及微马达电机控制器件。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述的馈电端口(100)、功分网络(200)、数字相控馈电网络(300)和数字相控辐射阵列(400)均采用电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述平面相控阵天线自上而下包括有第一金属层(1)、第一层介质板(2)、第二金属层(3)、第二层介质板(4)、第三金属层(5)、第三层介质板(6)、第四金属层(7)、第四层介质板(8)和第五金属层(9);

所述第一金属层(1)和第四金属层(7)之间设置有第一导体连接件连接,所述第一金属层(1)和第三金属层(5)之间设置有2个第二导体连接件,所述第二金属层(3)和第四金属层(7)之间设置有第三导体连接件,所述第三金属层(5)和第四层金属层(7)之间设置有第四导体连接件,所述第四层金属层(7)和第五金属层(9)之间设置有第五导体连接件;

所述第一导体连接件与第三金属层(5)规避隔开,所述第三导体连接件与第三金属层(5)规避隔开,所述第五导体连接件与第五金属层(9)规避隔开。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述辐射模块(411)和相控模块Ⅱ(412)设置在第一金属层(1)上表面;所述相控模块Ⅱ(412)通过在辐射模块(411)上集成数字控制器件实现相位控制功能;

所述偏置模块Ⅱ(413)设置在第二金属层(3)上表面;所述偏置模块(413)由呈对称分布的两个方形金属片(31)和与电压源连接的金属线(32)组成,其中与电压源连接的金属线(32)与所述两个方形金属片(31)相连;所述两个方形金属片(31)分别与2个第二导体连接件连接;所述第二导体连接件分别与数字相控辐射单元(410)和方形金属片(31)连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述传输模块(311)、相控模块Ⅰ(312)以及偏置模块Ⅰ(313)设置在第四层金属层(7)上表面;所述偏置模块Ⅰ(313)上设置有两条弯曲金属线,第一弯曲金属线与电压源连接,第二弯曲金属线与第二金属层(3)相连;在所述第二弯曲金属线和第三金属层(5)之间设置有第四导体连接件。

7.根据权利要求4所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述多个传输支路(210)均设置在第四金属层(7)上表面,与相控模块Ⅰ(312)连接。

8.根据权利要求4所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述馈电端口(100)采用射频连接器,给相控阵天线提供射频能量和接收相控阵天线的射频能量;所述第四金属层(7)通过第五导体连接件与射频连接器相接。

9.根据权利要求4所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述第一导体连接件、第二导体连接杆、第三导体连接杆、第四导体连接件和第五导体连接杆均为圆筒体结构。

10.根据权利要求5所述的一种基于数字相控技术的高增益平面相控阵天线,其特征在于,所述方形金属片的中心与第二导体连接件的圆心重合。