[发明专利]一体化毫米波有源相控阵天线

权利要求书

1.一种一体化毫米波有源相控阵天线，包括天线承载层（1）、天线阵面（2）、TR组件（3）和馈电网络（4），其特征在于，天线承载层（1）通过天线阵面（2）、TR组件（3）一体化相连在馈电网络（4）上；天线阵面（2）以微带贴片（7）作为辐射单元，辐射单元以工作频率的0.48～0.53波长为单元间距，按矩形栅格阵列布局在天线承载层（1）下面，辐射单元按8×8阵列规模相连TR组件（3）的功放芯片（16），且在TR组件（3）的每个功放芯片（16）上设置了将热直接导进微流道（12）的导热金属柱（32），并且每4个功放芯片（16）同时相连一个四通道集成移相器（15），构成TR组件的一个2×2子阵电路，往下一体化相连于馈电网络（4）；射频信号通过馈电网络（4）中的射频信号接口（20）输入功分网络（19），经TR组件（3）中的若干个四通道集成移相器（15）各自分发成4路射频信号，输入给对应的功放芯片（16），经射频信号输出线（17）相连的射频连接器（13），传输到微带贴片（7），实现射频信号的发射；同时，控制信号通过馈电网络（4）中的低频信号接口（22）输入低频信号网络（18），直接控制TR组件（3）的16个四通道集成移相器（15）和64个功放芯片（16），完成毫米波有源相控阵天线射频信号的空间功率合成和波束扫描。

2.如权利要求1所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：每路微流道（12）下面设置有若干导热金属柱（32），液冷管道接口（21）连接液体主流管道（36），再分发成8路微流道（12），形成闭合液冷循环系统。

3.如权利要求1所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：天线阵面（2）包括阵列分布在天线介质基片（23）上的矩形状微带贴片（7）和穿过天线介质基片（23）往上连接于微带贴片（7）的馈电探针（8），馈电探针（8）往下穿过天线地面（9）上的馈电过孔（24），形成同轴馈电微带天线。

4.如权利要求1所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：微带贴片（7）以馈电探针（8）作为基准，按单元间距5mm～6mm排列成8×8阵列，并可按8×8阵列规模的整倍数进行可扩展设计。

5.如权利要求1所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：天线阵面（2）与TR组件（3）的射频互联是通过带状线下层介质基片（35）上固联的射频连接器（13）相连的带状线（10）来实现的。

6.如权利要求5所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：带状线（10）位于带状线上层介质基片（34）和带状线下层介质基片（35）之间，通过天线地面（9）和带状线金属地（11）共同实现射频信号的传输。

7.如权利要求6所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：带状线（10）的一侧往上与穿过带状线上层介质基片（34）的馈电探针（8）相连，并通过微带贴片（7）完成射频信号的发射。

8.如权利要求7所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：带状线（10）的另一侧往下与穿过带状线下层介质基片（35）的射频连接器（13）相连，射频连接器（13）穿过带状线金属地（11）上的TR组件过孔（25），形成同轴馈电方式，完成TR组件（3）到天线阵面（2）的射频信号的输入。

9.如权利要求1所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：射频连接器（13）往下依次穿过热介质层（26）、导热介质层（27）、TR组件金属地（14）上的射频过孔（28）、TR组件上层介质基片（37）、以及TR组件介质基片（30），与射频信号输出线（17）相连。射频连接器（13）与TR组件金属地（14）上的射频过孔（28）形成同轴馈电方式。

10.如权利要求9所述的一体化毫米波有源相控阵天线，其特征在于：在TR组件介质基片（30）和TR组件上层介质基片（37）里，分别制有16个按相邻单元间距10mm，以4×4布阵形式均布在TR组件下层介质基片（38）上面的矩形凹槽，每个四通道集成移相器（15）分别固定在每个矩形凹槽内，四周均匀分布着4个功放芯片（16），形成2×2的子阵电路布局。