[发明专利]多频复合大功率瓦片式有源相控阵天线

说明书

本发明公开了一种多频复合大功率瓦片式有源相控阵天线，包括逐层设置的波控供电层、盖板层、低频供电转接层、射频层、射频转接层、模块腔体和阵列天线层。波控供电层用于获取电源、向下层供电和发送数字信号，低频供电转接层用于向下层供电和发送数字信号，各射频子层和射频转接层分别通过对应的高频连接器接收对应的激励信号，并根据数字信号对接收的激励信号进行预处理；各射频子层将对激励信号的预处理结果引入射频转接层；射频转接层还将本层对激励信号的预处理结果，以及各层射频子层引入的预处理结果，分别传输到设置于阵列天线层上对应的天线单元，模块腔体层内设置有散热结构。本发明具备多频率、多通道、多极化、高集成的特点。

技术领域

本发明涉及微波无线通信领域，尤其是一种多频复合大功率瓦片式有源相控阵天线。

背景技术

有源相控阵天线前端技术随着相控阵天线系统性能的提升、高频材料及工艺的发展、微组装技术的进步逐渐往双频复合、小体积、高集成发展。目前有源相控阵天线结构主要分为砖式集成和瓦式集成，砖式集成的方式大多用于大功率有源相控阵天线，瓦式集成的方式大多用于小功率有源相控阵天线。随着无线通信的场景逐渐复杂，有源相控阵天线系统的性能要求越发苛刻，有源相控阵天线从以往的单频率工作模式变化为双频率甚至多频率工作模式，同样体积下的功率密度需求也大大提高，目前双频工作模式在砖式有源相控阵天线中较容易实现，但双频（或多频）瓦式的有源相控阵天线鲜有耳闻。且目前已有的瓦式有源相控阵天线基本为小功率单频工作模式，难以做到高集成大功率双频（多频）复合。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种多频复合大功率瓦片式有源相控阵天线，以在同等或更小尺寸的情况下，提供一种多频率、多极化、多通道、大功率、高集成度的瓦式有源相控阵天线。

本发明采用的技术方案如下：

一种多频复合大功率瓦片式有源相控阵天线，其包括从射频信号激励端到天线辐射端逐层设置的波控供电层、盖板层、低频供电转接层、射频层、射频转接层、模块腔体和阵列天线层；射频层包括至少一层射频子层；盖板层密封模块腔体的开口；

波控供电层用于获取外部电源，并向低频供电转接层供电和发送数字信号；

低频供电转接层连接于波控供电层，用于分别获取供电和数字信号，还用于分别为各射频子层和射频转接层供电和传输数字信号；

各射频子层和射频转接层分别连接有对应的高频连接器，各射频子层和射频转接层分别通过对应的高频连接器接收对应频率的激励信号，并根据接收的数字信号对接收的激励信号进行预处理；各射频子层还分别通过射频垂直传输方式将对激励信号的预处理结果引入射频转接层；射频转接层还将本层对激励信号的预处理结果，以及各层射频子层引入的预处理结果，分别通过对应的射频接口传输到设置于阵列天线层上对应的天线单元；

模块腔体层内设置有散热结构。

不同的高频连接器分别接收不同频段的激励信号，各射频子层和射频转接层分别处理其中一个频率的激励信号。各射频子层将对激励信号的处理结果分别引入到射频转接层上，射频转接层再分别将各路（包括本层的）处理结果传输到相应的天线单元，从而实现多频复合。天线通道尺寸、数量，激励信号频段皆可以灵活设计，从而实现多通道、多极化功能。腔体结构的模块腔体可以将腔体内（包括盖板层）各层的热量导出并进行快速散热，从而可以提高多功能芯片对大功率的承受能力，实现信号的大功率输出。天线各层之间结构紧凑，提高了天线的集成度，使得天线尺寸保持小巧的特点。

进一步的，射频接口为空气同轴。空气同轴可以允许射频连接器件穿过，以键合到射频转接层对应的射频端，一方面方便层间结构的连接，另一方面，也可以提高层间（尤其端口间）射频信号的连续性（相较于接触式连接的方式）。