CN214124086U

CN214124086U - 小型化相控阵模组

Info

Publication number: CN214124086U
Application number: CN202120400654.9U
Authority: CN
Inventors: 王和云; 胡罗林; 张华彬; 王金华; 刘颖波; 易祖军; 张勇; 段麒麟
Original assignee: Chengdu Phase Lock Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Phase Lock Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2021-09-03
Anticipated expiration: 2031-02-23

Abstract

本实用新型提供了小型化相控阵模组，其特征在于，包括***电源、波控模块、驱动电路、功分模块、无源传输模块和若干发射通道组，***电源连接至驱动电路、发射通道组和波控模块，波控模块与发射通道组连接，驱动电路、功分模块以及发射通道组均连接至无源传输模块，无源传输模块与天线阵列连接。相控阵模组采用叠层设计，无源传输模块具有相背设置的第一侧和第二侧，天线阵列设置在无源传输模块的第一侧，驱动电路、功分模块、发射通道组、***电源以及波控模块均设置在无源传输模块的第二侧。至少具有小型化、轻量化、可扩展化、低成本、低功耗、高可靠性、高集成度以及通道一致性好等优势；如今对于相控阵模组的需求。

Description

小型化相控阵模组

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体而言，涉及小型化相控阵模组。

背景技术

相控阵天线具有波束扫描快、波形变化灵活、功率孔径积大、易于全固态化和轻小型化、可靠性高等特点，容易实现天线共性设计并具备低截获概率和抗干扰的优良性能，目前己成为许多雷达、通信、导航、识别等的主要天线方式。

且相控阵天线整个天线是由T/R组件构成的“热”板，天线又处于封闭的天线罩内，在真空环境工作散热难度很大。现有技术公开的相控阵天线由于天线罩的外形受到天线旋转空间限制，还具有重量大、高功耗、占用空间大等缺点。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是，克服现有技术之不足，提供小型化相控阵模组解决相控阵模组真空环境散热问题，以及重量大、高功耗、占用空间大等缺点。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：小型化相控阵模组，包括***电源、波控模块、驱动电路、功分模块、无源传输模块和若干发射通道组，

所述***电源连接至所述驱动电路、发射通道组和波控模块，所述波控模块与所述发射通道组连接，所述驱动电路、功分模块以及发射通道组均连接至所述无源传输模块，所述无源传输模块与天线阵列连接。

根据一种优选实施方式，所述波控模块包括FPGA芯片、DSP芯片、存储器、驱动器、收发器以及AD转换器，所述FPGA芯片分别与所述DSP 芯片、AD转换器、***电源、存储器和驱动器连接；所述DSP芯片与收发器连接。

根据一种优选实施方式，所述驱动器连接有温度芯片。

根据一种优选实施方式，所述功分模块包括依次连接的衰减器、第一放大器和第一功分器，所述第一功分器功分两路分别连接至第二功分器和第三功分器，所述第二功分器和第三功分器均功分三路，每一路均通过一功分器连接至一所述发射通道组。

根据一种优选实施方式，所述发射通道组包括单刀双掷开关、移相器、第二放大器和隔离器，所述移相器、第二放大器和隔离器依次连接，所述单刀双掷开关的第一动端连接所述移相器，

所述单刀双掷开关的第二动端经电阻接地。

根据一种优选实施方式，所述收发器包括CAN收发器和RS422收发器。

根据一种优选实施方式，所述驱动器为I2C驱动器。

根据一种优选实施方式，所述存储器包括SPI Flash、BPI Flash中任一。

根据一种优选实施方式，所述无源传输模块包括散热层。

根据一种优选实施方式，相控阵模组内部采用叠层结构，各层均由螺钉固定安装。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本实用新型通过将各组件采用叠层式集成，至少具有小型化、轻量化、可扩展化、低成本、低功耗、高可靠性、高集成度以及通道一致性好等优势；能够满足弹载航天飞行器、卫星通信、遥测遥控、雷达模拟、电子对抗等领域对于相控阵模组的需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的相控阵模组结构框图；

图2为本实用新型实施例1提供的相控阵模组的外形示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的波控模块的原理框图；

图4为本实用新型实施例1提供的功分模块的原理框图；

图5为本实用新型实施例1提供的发射通道组的原理框图；

图标：100-射频接口，200-电源接口，300-通信接口，400-接口区。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

参阅图1至图5所示，本实施例提供小型化相控阵模组，本实施例相控阵模组的工作频率在S波段和X波段两个频段；包括***电源、波控模块、驱动电路、功分模块、无源传输模块和若干发射通道组；

***电源连接至驱动电路、发射通道组和波控模块，其中，***电源与电源接口连接，用以接收从电源接口输入的28V直流电，并将其转化为 5V电流，为驱动电路、发射通道组和波控模块进行供电；具体的，在本实施例中，电源接口为J14T-9ZJB接口。

波控模块与发射通道组连接，用以接受波控模块的调控；在本实施例中，发射通道组共包括六组。

进一步的，波控模块与通信接口连接，用以接收外部设备的指向角信息并向外部设备发送天线的状态信息；具体的，通信接口为J14T-26ZJB接口。

参阅图1所示，驱动电路、功分模块以及发射通道组均连接至无源传输模块，其中，驱动电路与射频接口连接，用以接收外部设备的射频信号；驱动电路接收来自外部设备的2路射频信号后将信号传输至无源传输模块，无源传输模块将信号发送至功分模块，功分模块将信号功分成6路信号馈入无源传输模块，经无源传输模块一一传输至各发射通道组。进一步的，在本实施例中，射频接口为TNC-K接口。进一步的，上述的电源接口、通信接口以及射频接口均设置中接口区中。

进一步的，无源传输模块与天线阵列连接，在本实施例中，天线阵列的天线数量为24；其中，每一发射通道组发送4路信号经无源传输模块传输至天线阵列。

由于相控阵模组的使用环境恶劣，常用于真空环境，无法通过常规的空气散热方式进行散热，在本实施例中，无源传输模块包括散热层。

在本实施例中，相控阵模组采用叠层设计，相控阵模组内部共设置为3 层，各层均利用螺钉安装固定，天线阵列由无源传输模块于驱动电路、功分模块、发射通道组、***电源以及波控模块间隔开，实现高集成度。

进一步的，相控阵模组的外形参数参阅图2所示：外形尺寸(长×宽×高)：400mm×280mm×67.5mm，相控阵模组的外表面采用弹性共性体设计。

进一步的，参阅图3和图4所示，波控模块包括FPGA芯片、DSP芯片、存储器、驱动器、收发器以及AD转换器，FPGA芯片分别与DSP芯片、AD转换器、***电源、存储器和驱动器连接；DSP芯片与收发器连接。

具体的，收发器包括CAN收发器和RS422收发器，驱动器为I2C驱动器。存储器包括SPI Flash、BPI Flash中任一；在本实施例中，FPGA芯片还连接有4GB的DDR3内存，驱动器连接有温度芯片。

功分模块包括依次连接的衰减器、第一放大器和第一功分器，第一功分器功分两路分别连接至第二功分器和第三功分器，第二功分器和第三功分器均功分三路，每一路均通过一功分器连接至一发射通道组。

发射通道组包括单刀双掷开关、移相器、第二放大器和隔离器，移相器、第二放大器和隔离器依次连接，单刀双掷开关的第一动端连接移相器，单刀双掷开关的第二动端经电阻接地。

在本实施例中，对相控阵模组工作在S频段25℃的情况下的技术指标进行举例说明：信道增益平坦度：f0±35％带宽时，平坦度≤1.0dBp-p，f0 ±50％带宽时，平坦度≤2.0dBp-p；信道增益斜率，在f0±35％带宽内，≤ 0.1dB/MHz；发射EIRP值≥28dBW；波束转换时间≤1ms；极化方式为右旋圆极化；天线轴比≤6dB；天线波束3dB宽度约为20°～40°；天线扫描范围：俯仰：-45°～+45°，方位：-60°～+60°；指向误差(指向定义为：3dB波束宽度中心处)不大于9.7°；输入信号功率：Pin＝24～27dBm；供电电压：28±4V，负极浮地；供电电流≤4.5A；重量≤6kg。

可以理解的是，参照上述结构以及技术指标，本实施例提供的小型化相控阵模组至少具有小型化、轻量化、可扩展化、低成本、低功耗、高可靠性、高集成度以及通道一致性好等优势；满足弹载航天飞行器、卫星通信、遥测遥控、雷达模拟、电子对抗等领域对于相控阵模组的需求。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.小型化相控阵模组，其特征在于，包括***电源、波控模块、驱动电路、功分模块、无源传输模块和若干发射通道组，

2.如权利要求1所述的相控阵模组，其特征在于，所述波控模块包括FPGA芯片、DSP芯片、存储器、驱动器、收发器以及AD转换器，所述FPGA芯片分别与所述DSP芯片、AD转换器、***电源、存储器和驱动器连接；所述DSP芯片与收发器连接。

3.如权利要求2所述的相控阵模组，其特征在于，所述驱动器连接有温度芯片。

4.如权利要求1所述的相控阵模组，其特征在于，所述功分模块包括依次连接的衰减器、第一放大器和第一功分器，所述第一功分器功分两路分别连接至第二功分器和第三功分器，所述第二功分器和第三功分器均功分三路，每一路均通过一功分器连接至一所述发射通道组。

5.如权利要求1所述的相控阵模组，其特征在于，所述发射通道组包括单刀双掷开关、移相器、第二放大器和隔离器，所述移相器、第二放大器和隔离器依次连接，所述单刀双掷开关的第一动端连接所述移相器，

所述单刀双掷开关的第二动端经电阻接地。

6.如权利要求2所述的相控阵模组，其特征在于，所述收发器包括CAN收发器和RS422收发器。

7.如权利要求2所述的相控阵模组，其特征在于，所述驱动器为I2C驱动器。

8.如权利要求2所述的相控阵模组，其特征在于，所述存储器包括SPI Flash、BPIFlash中任一。

9.如权利要求1所述的相控阵模组，其特征在于，所述无源传输模块包括散热层。

10.如权利要求1所述的相控阵模组，其特征在于，相控阵模组内部采用叠层结构，各层均由螺钉固定安装。