申请/专利权人：成都老鹰信息技术有限公司

申请日：2021-02-25

公开（公告）日：2023-03-14

公开（公告）号：CN113037318B

主分类号：H04B1/40

分类号：H04B1/40;H04B1/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.14#授权;2021.07.13#实质审查的生效;2021.06.25#公开

摘要：本发明公开了一种低成本小型化动中通天线及基于该天线的相控阵系统，其中天线单元和TR芯片，其TR芯片包含接收和发射支路，接收支路和发射支路分别由低噪声放大器和功率放大器提供系统需要的增益，同时接收和发射支路为时分体制，采用一个单刀双掷开关共用天线，并利用上述天线和TR芯片，构建阵列向空单元，射频信号通过驱动放大后分别反馈入各路通道，每个通道由幅相调控单元，TR芯片和天线构成。同时采用DAC对外部控制信号进行解码，并控制幅相调控单元，实现控制天线的波束扫描。该方案突破从GaN基单元电路芯片演进到集成化收发前端的关键技术，实现相控阵天线系统的芯片化、小型化、轻重量、高可靠性，从而改变整个系统的紧凑性及成本。

主权项：1.一种基于低成本小型化动中通天线的相控阵系统，其特征在于，所述相控阵系统包括多路所述动中通天线、驱动芯片和DAC，其中，每一路所述动中通天线通过幅相调控单元连接至所述驱动芯片，所述幅相调控单元与所述DAC连接；其中，所述动中通天线包括天线单元和TR芯片，所述TR芯片包括接收支路、发射支路和单刀双掷开关，所述天线单元通过所述单刀双掷开关连接至所述TR芯片上；所述接收支路用于接收来自通讯卫星的信号；所述发射支路用于向通迅卫星发送数据信号；所述单刀双掷开关用于实现对当前天线的进行发射模式和接收模式的切换；所述驱动芯片通过功分器分别连接至每一个支路中的幅相调控单元，用于驱动控制各幅相调控单元的运行，并通过射频信号接口接收外部射频信号指令，根据指令要求来控制幅相调控单元的工作；所述幅相调控单元用于调控高增益波束的大角度扫描，根据TR芯片接收到的卫星波束指向要求，计算各天线单元的移相值，其中，所述移相值计算公式为： 其中，i为第i个天线单元的标号，ri为第i个天线单元的相位角，λ为电磁波波长；接收过程中，所述各幅相调控单元对与其相连的天线单元接收到的电磁波进行进行移相并放大，再将各天线单元接收到的经过相依和放大的信号叠加作为所述相控阵系统接收到的电磁波强度，其表达式为： 其中，ai为放大系数，N为天线单元数量，为目标点电磁波场强相位，Ep为目标点电磁波场强幅值，j虚数单位；发射过程中，目标点位置的电磁波辐射场强表达式为： 其中，K为天线单元的辐射场强比例系数，fθ为天线单元的方向函数，Ii为第i个天线单元的激励电流幅值，r0为相控阵系统的相位角，θ为目标点和天线阵列单元的连线同天线阵列面法线形成的夹角；根据计算的移相值向所述TR芯片发送移相指令，所述TR芯片将接收到的以移相指令发送至天线，同时移相器开始工作使其天线进行波束扫描；所述DAC用于对外部控制信号进行解码，并控制幅相调控单元进行幅度、相位、转向、俯仰角的调整以进行天线的大角度扫描。

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