[发明专利]二维点阵式多波束相控阵及其设计方法

权利要求书

1.一种二维点阵式多波束相控阵，其特征在于，包括：多路并行的输入功分传输线、多路并行的输出功分传输线、多个幅相控制单元和多个可调电阻负载单元，

其中，多路并行的输入功分传输线与多路并行的输出功分传输线交错排布，每路所述输入功分传输线分出多路输入线，每路所述输入线分别与一个所述幅相控制单元连接，每路所述输出功分传输线分出多路输出线，每路所述输出线分别与一个所述幅相控制单元连接，每个所述幅相控制单元分别与一路所述输入线和一路所述输出线连接，每路输入功分传输线输出端和每路输出功分传输线输入端分别与一个所述可调电阻负载单元连接；

所述输入功分传输线和所述输出功分传输线均包括互连传输段、负载吸收传输段和相位补偿传输段三种类型传输段；

其中，所述互连传输段设置为特征阻抗为预设阻抗值的均匀传输段；

所述负载吸收传输段用于与所述幅相控制单元连接，以使得所述负载吸收传输段和所述幅相控制单元连接整体的等效特征阻抗为预设阻抗值；

所述相位补偿传输段用于对信号进行相位补偿，其特征阻抗为预设阻抗值；

所有所述输入功分传输线和所有所述输出功分传输线均为预设结构传输线，所述预设结构传输线的首段和尾段均设置为互连传输段，所述预设结构传输线的首段和尾段之间设置有多段负载吸收传输段，相邻两段负载吸收传输段之间通过一段相位补偿传输段连接，每段所述负载吸收传输段中间分出所述输入线或所述输出线与所述幅相控制单元连接；

所述幅相控制单元包括依次连接的第一可调增益放大器、移相控制器和第二可调增益放大器，所述幅相控制单元输入端与接地端之间连接有一个可调电容器，所述幅相控制单元输出端与接地端之间也连接有一个可调电容器。

2.根据权利要求1所述的相控阵，其特征在于，所述可调电阻负载单元包括依次连接的电源供电网络、可调电阻器和旁路电容，其中所述电源供电网络用于隔离所述可调电阻负载单元输入信号中的交流信号并提供直流供电。

3.一种权利要求1-2中任一项所述二维点阵式多波束相控阵的设计方法，包括：

确定预设结构传输线的预设阻抗值；

测量每个幅相控制单元的输入阻抗和输出阻抗，并基于每个所述幅相控制单元的所述输入阻抗和所述输出阻抗设计与每个所述幅相控制单元连接的负载吸收传输段，以使得每个所述幅相控制单元与与其输入端连接的负载吸收传输段为整体时等效输入特征阻抗为所述预设阻抗值，每个所述幅相控制单元与与其输出端连接的负载吸收传输段为整体时等效输出特征阻抗为所述预设阻抗值；

对所有所述幅相控制单元进行摆放，测量每个所述负载吸收传输段与与其相连的所述幅相控制单元作为整体时信号经过所产生的相移，并分别基于所述相移对用于连接于对应所述负载吸收传输段输出端的相位补偿传输段进行设计；

基于所有所述幅相控制单元的摆放顺序，对所有设计好的所述负载吸收传输段和所有设计好的所述相位补偿传输段对应进行连接，以形成多路并行的临时输入功分传输线和多路并行的临时输出功分传输线，多路并行的临时输入功分传输线和多路并行的临时输出功分传输线交错排布，同时每段所述负载吸收传输段中间分出输入线或输出线与所述幅相控制单元对应连接；

对所有可调电阻器进行摆放，并基于所有所述可调电阻器的摆放、所有信号输入接口和所有信号输出接口，在每路所述临时输入功分传输线两端和每路所述临时输出功分传输线两端分别设计互连传输段，再将所有设计好的互连传输段分别与对应所述临时输入功分传输线和所述临时输出功分传输线进行连接，形成多路并行的输入功分传输线和多路并行的输出功分传输线；

通过地屏蔽隔离方式对所有所述输入功分传输线和所述输出功分传输线的交错接口进行设置，以使得所有所述交错接口处的所述输入功分传输线和所述输出功分传输线的信号传输不受影响。