CN109286080B - 一种极化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种极化装置，包括第一功分器、第二功分器、第一功合器、第二功合器、第三功合器；极化器，与第一功分器和第二功分器连接，或者与两个第三功合器连接；以及与每个极化器连接的开关，输出第三极化信号；所述装置中的连接走线排布在互连积层的多层板上，功分器和极化器封装在多层板上的第一焊盘上，开关封装在多层板上的第二焊盘上。本发明能够获得超过倍频程带宽(9倍频)，同时通过频带分离的方式，采用高密度互连积层的多层板进行电路布局，具有高度集成、体积较小的优点。解决了目前极化模块的带宽较窄和体积较大的问题，此外，本发明具有很高的可靠性，可用于工程使用。

Description

一种极化装置
技术领域
本发明涉及极化模块。更具体地，涉及一种极化装置。
背景技术
雷达随着需求的引导，正朝着高分辨、多极化、多频谱和多模式方向发展，作为雷达系统关键分系统之一的天线，需要具有宽带、双极化和有源相控等功能。鉴于多极化可以提供丰富的目标特性，增加目标识别、分类和抗干扰能力，因此，多极化雷达成为一个重要发展方向。圆极化器在天线设计领域有着广泛的应用，圆极化器是圆极化天线的重要组成部分，是将线极化信号转换为圆极化信号的装置。因此，圆极化器一直是微波天线领域热点研究内容之一。
基于雷达在超宽带和高度集成化方面的发展和技术需求，需要获得超过倍频程带宽和小型化的极化装置。
发明内容
为了提高一种超倍频程带宽和小型化的极化装置，本发明实施例提供一种极化装置，包括
接收第一极化信号的第一功分器；
接收第二极化信号的第二功分器；
第一功合器，每个第一功合器与两个第一功分器连接；
第二功合器，每个第二功合器与两个第二功分器连接；
第三功合器，每个第三功合器与两个第一功合器或两个第二功合器；
极化器，与第一功分器和第二功分器连接，或者与两个第三功合器连接；以及
与每个极化器连接的开关，择一输出经过极化器处理后的第三极化信号和第四极化信号。
优选地，所述第一极化信号为垂直极化信号，所述第二极化信号为水平极化信号。
优选地，所述第三极化信号为左圆极化信号，所述第四极化信号为右圆极化信号。
优选地，还包括：
电源控制电路，用于控制其中一个开关择一输出经过极化器处理后的第三极化信号和第四极化信号。
优选地，功分器、功合器和极化器通过薄膜工艺加工形成。
优选地，所述装置中的连接走线排布在互连积层的多层板上，功分器、功合器和极化器封装在多层板上的第一焊盘上，开关封装在多层板上的第二焊盘上。
优选地，功分器、功合器和极化器采用MCM组装方法封装在第一焊盘上，所述开关通过微波混合集成方法封装在第二焊盘上。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种极化装置，能够获得超过倍频程带宽(9倍频)，同时通过频带分离的方式，采用高密度互连积层的多层板进行电路布局，具有高度集成、体积较小的优点。解决了目前极化模块的带宽较窄和体积较大的问题，此外，本发明具有很高的可靠性，可用于工程使用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明实施例中极化装置的电路结构示意图。
图2示出本发明实施例中极化装置在多层板的布局示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种极化装置，包括接收第一极化信号的第一功分器；
接收第二极化信号的第二功分器；第一功合器，每个第一功合器与两个第一功分器连接；第二功合器，每个第二功合器与两个第二功分器连接；第三功合器，每个第三功合器与两个第一功合器或两个第二功合器；极化器，与第一功分器和第二功分器连接，或者与两个第三功合器连接；以及与每个极化器连接的开关，择一输出经过极化器处理后的第三极化信号和第四极化信号。
优选地，所述第一极化信号为垂直极化信号，所述第二极化信号为水平极化信号。
优选地，所述第三极化信号为左圆极化信号，所述第四极化信号为右圆极化信号。
优选地，还包括：
电源控制电路，用于控制其中一个开关择一输出经过极化器处理后的第三极化信号和第四极化信号。
优选地，功分器、功合器和极化器通过薄膜工艺加工形成。
优选地，如图2所示，所述装置中的连接走线排布在互连积层的多层板C上，功分器、功合器和极化器封装在多层板上的第一焊盘A上，开关封装在多层板上的第二焊盘B上。
优选地，功分器、功合器和极化器采用MCM组装方法封装在第一焊盘上，所述开关通过微波混合集成方法封装在第二焊盘上。
本发明提供一种极化装置，能够获得超过倍频程带宽(9倍频)，同时采用高密度互连积层的多层板进行电路布局，具有高度集成、体积较小的优点。解决了目前极化模块的带宽较窄和体积较大的问题，此外，本发明具有很高的可靠性，可用于工程使用。
下面结合图1和图2进行详细说明。图1所示的实施例中，第一极化信号为垂直极化信号，第二极化信号为水平极化信号，第三极化信号为圆极化信号。图示中的第一焊盘A为MMIC芯片焊盘，第二焊盘B为片式元件焊盘。图1的装置通过MMIC芯片焊盘和片式元件焊盘焊接在该多层电路板上，该装置中的连接走线排布在互连积层的多层板上。
进一步的，功分器、功合器和极化器通过薄膜工艺加工形成。
功分器A，功分器B，功分器C，功分器D，功分器E，功分器F，功分器G，功分器H，功合器A，功合器B，功合器C，功合器D，功合器E，功合器F，极化器A，极化器B，极化器C，极化器D，极化器E，开关A，开关B，开关C，开关D，开关E。
功分器A的端口a与垂直极化信号输入端连接，功分器A的端口b与功合器A的端口c连接，功分器A的端口c与极化器A的端口a连接，功分器B的端口a与水平极化信号输入端连接，功分器B的端口b与功合器D的端口c连接，功分器B的端口c与极化器A的端口b连接，功分器C的端口a与垂直极化信号输入端连接，功分器C的端口b与功合器A的端口b连接，功分器C的端口c与极化器B的端口a连接，功分器D的端口a与水平极化信号输入端连接，功分器D的端口b与功合器D的端口b连接，功分器D的端口c与极化器B的端口b连接，功分器E的端口a与垂直极化信号输入端连接，功分器E的端口b与功合器B的端口b连接，功分器E的端口c与极化器C的端口a连接，功分器F的端口a与水平极化信号输入端连接，功分器F的端口b与功合器E的端口b连接，功分器F的端口c与极化器C的端口b连接，功分器G的端口a与垂直极化信号输入端连接，功分器G的端口b与功合器B的端口c连接，功分器G的端口c与极化器D的端口a连接，功分器H的端口a与水平极化信号输入端连接，功分器H的端口b与功合器E的端口c连接，功分器H的端口c与极化器D的端口b连接，功合器A的端口a与功合器C的端口c连接，功合器B的端口a与功合器C的端口b连接，功合器C的端口a与极化器E的端口a连接，功合器D的端口a与功合器F的端口c连接，功合器E的端口a与功合器F的端口b连接，功合器F的端口a与极化器E的端口b连接，极化器A的端口c与开关A的端口a连接，极化器A的端口d与开关A的端口b连接，开关A的端口c与圆极化信号输出端连接，极化器B的端口c与开关B的端口a连接，极化器B的端口d与开关B的端口b连接，开关B的端口c与圆极化信号输出端连接，极化器C的端口c与开关C的端口a连接，极化器C的端口d与开关C的端口b连接，开关C的端口c与圆极化信号输出端连接，极化器D的端口c与开关D的端口a连接，极化器D的端口d与开关D的端口b连接，开关D的端口c与圆极化信号输出端连接，极化器E的端口c与开关E的端口a连接，极化器E的端口d与开关E的端口b连接，开关E的端口c与圆极化信号输出端连接，电源控制电路与上述有源器件的电源控制端连接。
对于第1路极化通道，垂直和水平极化信号分别通过功分器A和功分器B进行信号分离，分成两个子频带信号后，各将其中1路信号送给极化器A，圆极化器A将输入水平和垂直极化信号转换成左圆极化和右圆极化信号送给开关A，通过电源控制电路控制开关A选择其中一路圆极化信号输出。
对于第2路极化通道，垂直和水平极化信号分别通过功分器C和功分器D进行信号分离，分成两个子频带信号后，各将其中1路信号送给极化器B，圆极化器B将输入水平和垂直极化信号转换成左圆极化和右圆极化信号送给开关B，通过电源控制电路控制开关B选择其中一路圆极化信号输出。
对于第3路极化通道，垂直和水平极化信号分别通过功分器E和功分器F进行信号分离，分成两个子频带信号后，各将其中1路信号送给极化器C，圆极化器C将输入水平和垂直极化信号转换成左圆极化和右圆极化信号送给开关C，通过电源控制电路控制开关C选择其中一路圆极化信号输出。
对于第4路极化通道，垂直和水平极化信号分别通过功分器G和功分器H进行信号分离，分成两个子频带信号后，各将其中1路信号送给极化器D，圆极化器D将输入水平和垂直极化信号转换成左圆极化和右圆极化信号送给开关D，通过电源控制电路控制开关D选择其中一路圆极化信号输出。
对于第5路极化通道，垂直极化信号分别通过功分器A、功分器C、功分器E和功分器G进行信号分离，分成两个子频带信号后，功分器A和功分器C将其中1路信号送给功合器A，功分器E和功分器G将其中1路信号送给功合器B，功合器A和功合器B将合成后的信号送给功合器C进行再次合成；功分器B和功分器D将其中1路信号送给功合器D，功分器F和功分器H将其中1路信号送给功合器E，功合器D和功合器E将合成后的信号送给功合器F，进行再次合成；圆极化器E将功合器C和功合器F合成的垂直和水平极化信号转换成左圆极化和右圆极化信号送给开关E，通过电源控制电路控制开关E选择其中一路圆极化信号输出。
本发明通过优化设计出超宽带功分器和极化器，再通过频带分离的方式，电路采用高密度互连积层的多层板形式，利用多芯片微组装技术(MCM)和微波混合集成的技术，将多个芯片单元集成到一起，最终实现设计出一种超宽带(9倍频)和高度集成的小型化极化模块。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种极化装置，其特征在于，包括
接收第一极化信号的第一功分器；
接收第二极化信号的第二功分器；
第一功合器，每个第一功合器与两个第一功分器的输出端连接；
第二功合器，每个第二功合器与两个第二功分器的输出端连接；
第三功合器，每个第三功合器与两个第一功合器或两个第二功合器的输出端连接；
极化器，与第一功分器和第二功分器的输出端连接，或者与两个第三功合器的输出端连接；以及
与每个极化器的输出端连接的开关，择一输出经过极化器处理后的第三极化信号和第四极化信号；
所述第一极化信号为垂直极化信号，所述第二极化信号为水平极化信号；
所述第三极化信号为左圆极化信号，所述第四极化信号为右圆极化信号。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：
电源控制电路，用于控制其中一个开关择一输出经过极化器处理后的第三极化信号和第四极化信号。
3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，功分器、功合器和极化器通过薄膜工艺加工形成。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置中的连接走线排布在互连积层的多层板上，功分器、功合器和极化器封装在多层板上的第一焊盘上，开关封装在多层板上的第二焊盘上。
5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，功分器、功合器和极化器采用MCM组装方法封装在第一焊盘上，所述开关通过微波混合集成方法封装在第二焊盘上。
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