CN106025576B - 一种开关阵列天线 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种开关阵列天线。在本发明中，开关阵列天线将原有每个开关阵列天线支路都配置的低噪声放大器缩减为一个低噪声放大器，降低了开关阵列天线的制造成本，简化了电路设计，提高了产品的可靠性，更加适用于使用开关阵列天线的装置，特别适用于如安检扫描等使用到阵列天线的设备。

Description

一种开关阵列天线
技术领域
本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种开关阵列天线。
背景技术
由许多相同的单个天线(如对称天线，矩阵天线)按一定规律排列组成的天线系统，也称天线阵。天线阵的独立单元称为阵元或天线单元。如果阵元排列在一直线或一平面上，则成为直线阵列或平面阵。
天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用，起到了传播无线电波的作用，是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置。
阵列天线是一类由不少于两个天线单元规则或随机排列的特殊天线形式。
按单元排列可分为线阵和面阵。最常用的线阵是各单元的中心依次等距排列在一直线上的直线阵。线阵的各单元也有不等距排列的，各单元中心也可以不排列在一直线上，例如排列在圆周上。多个直线阵在某一平面上按一定间隔排列就构成平面阵，若各单元的中心排列在球面上就构成球面阵。
阵列天线的工作原理可以看成是电磁波(电磁场)的叠加。对几列电磁波来讲，当它们传到同一区域时，按照叠加原理，电磁波将产生矢量叠加。叠加结果不仅与各列电磁波的振幅大小有关，而且与它们在相遇区间内相互之间的相位差有关。
阵列天线的作用就是将电磁波接收回来，并且通过低噪声放大器放大，然后传给后续的中频电路进行信号处理。
电磁波在空间传播的过程中，对物体具有一定穿透性。利用电磁波的这一特点人们发明了电磁波成像技术，使用电磁波波束对被检测人进行扫描，获得不受衣物遮挡等影响的成像结果图像；然后基于电磁波成像图像自动完成被检测人衣物下隐藏携带的危险物体的检测，如金属刀具、不明粉末、不明液体等，是一种快速、安全、有效的安防技术手段。因此，设计一种能够对人体上可能存在的不同属性、类型的隐藏危险物体实现自动检测的电磁波安检系统具有重要的意义。
但是，现有的开关阵列天线存在制造成本高，电路设计复杂的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种开关阵列天线，旨在解决现有的开关阵列天线存在制造成本高，电路设计复杂的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种开关阵列天线，所述开关阵列天线包括多个开关阵列天线支路、分别与所述多个开关阵列天线支路连接的低噪声放大器和控制电路，还包括与所述低噪声放大器连接的接收机，所述低噪声放大器对所述开关阵列天线支路所接收到的电磁波信号进行放大处理，使所述电磁波信号达到所述接收机所能处理的信号电平；
所述每个开关阵列天线支路包括：
接收到电磁波信号到相应开关阵列天线支路的阵列天线单元；
与所述阵列天线单元连接，切换电磁波信号的通路，将所述阵列天线单元接收到的电磁波信号接通到相应开关阵列天线支路，并且保证在导通的所述开关阵列天线支路上的电磁波信号能顺利通过，对于关闭的所述开关阵列天线支路上对电磁波信号有隔离度的开关芯片；
分别与所述开关芯片和控制电路连接，产生驱动电流，驱动所述开关芯片工作的开关驱动电路。
上述结构中，所述低噪声放大器采用低噪声放大芯片。
上述结构中，所述开关驱动电路用于通过所述控制电路产生TTL电平控制，产生所需的驱动电流，驱动所述开关芯片工作，按照预设的工作时序切换不同的开关芯片打开或者关闭。
上述结构中，所述预设的工作时序通过编程实现，设定所述开关芯片动作的时序，满足所述每个阵列天线单元接收电磁波信号所需要的时间间隔和顺序。
上述结构中，所述开关阵列天线由多个开关阵列天线支路组成阵列，并按照预设的顺序排列。
上述结构中，所述控制电路采用控制芯片U1，所述控制芯片U1包括多个控制端ctrl，所述多个控制端ctrl分别接对应的所述开关驱动电路。
在本发明实施例中，开关阵列天线将原有每个开关阵列天线支路都配置的低噪声放大器缩减为一个低噪声放大器，降低了开关阵列天线的制造成本，简化了电路设计，提高了产品的可靠性，更加适用于使用开关阵列天线的装置，特别适用于如安检扫描等使用到阵列天线的设备。
附图说明
图1是本发明实施例提供的开关阵列天线的结构图；
图2是本发明实施例提供的开关阵列天线的电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的开关阵列天线的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
一种开关阵列天线，所述开关阵列天线包括多个开关阵列天线支路1、分别与所述多个开关阵列天线支路1连接的低噪声放大器2和控制电路3，还包括与所述低噪声放大器2连接的接收机4，所述低噪声放大器2对所述开关阵列天线支路1所接收到的电磁波信号进行放大处理，使电磁波信号达到所述接收机4所能处理的信号电平；
所述每个开关阵列天线支路1包括：
接收到电磁波信号到相应开关阵列天线支路1的阵列天线单元101；
与所述阵列天线单元101连接，切换电磁波信号的通路，将所述阵列天线单元101接收到的电磁波信号接通到相应开关阵列天线支路1，并且保证在导通的所述开关阵列天线支路101上的电磁波信号能顺利通过，对于关闭的所述开关阵列天线支路101上对电磁波信号有隔离度的开关芯片102；
分别与所述开关芯片102和控制电路3连接，产生驱动电流，驱动所述开关芯片102工作的开关驱动电路103。
作为本发明一实施例，所述低噪声放大器2采用低噪声放大芯片。
作为本发明一实施例，所述开关驱动电路103用于通过所述控制电路3产生TTL电平控制，产生所需的驱动电流，驱动所述开关芯片102工作，按照预设的工作时序切换不同的开关芯片102打开或者关闭。
作为本发明一实施例，所述预设的工作时序通过编程实现，设定所述开关芯片102动作的时序，满足所述每个阵列天线单元101接收电磁波信号所需要的时间间隔和顺序。
作为本发明一实施例，所述开关阵列天线由多个开关阵列天线支路1组成阵列，并按照预设的顺序排列。
图2示出了本发明实施例提供的开关阵列天线的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
作为本发明一实施例，所述控制电路3采用控制芯片U1，所述控制芯片U1包括多个控制端ctrl，所述多个控制端ctrl分别接对应的所述开关驱动电路103。
所述低噪声放大器2对阵列天线单元101所接收到的电磁波信号进行放大处理，使其达到接收机4所能处理的信号电平。因为低噪声放大器2自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高信号输出的信噪比。传统的开关阵列天线会在每一路开关芯片后使用低噪声放大器，这样会造成开关阵列天线的成本很高，并且电路结构复杂。本发明仅在开关阵列天线的总支路上使用一只低噪声放大器2，即保证了链路中接收机4对于信号电平的要求，也大大降低了成本。
在本发明实施例中，开关阵列天线将原有每个开关阵列天线支路都配置的低噪声放大器缩减为一个低噪声放大器，降低了开关阵列天线的制造成本，简化了电路设计，提高了产品的可靠性，更加适用于使用开关阵列天线的装置，特别适用于如安检扫描等使用到阵列天线的设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种开关阵列天线，其特征在于，所述开关阵列天线适用于安检扫描设备，所述开关阵列天线包括多个开关阵列天线支路、与所述多个开关阵列天线支路的总支路连接的低噪声放大器和控制电路，还包括与所述低噪声放大器连接的接收机，所述低噪声放大器对所述开关阵列天线支路所接收到的电磁波信号进行放大处理，使所述电磁波信号达到所述接收机所能处理的信号电平；
所述每个开关阵列天线支路包括：
接收到电磁波信号到相应开关阵列天线支路的阵列天线单元；
与所述阵列天线单元连接，用于切换所述电磁波信号的通路，将所述阵列天线单元接收到的电磁波信号接通，保证在导通的所述开关阵列天线支路上的电磁波信号能顺利通过，并对关闭的所述开关阵列天线支路上对所述电磁波信号有隔离度的开关芯片；
分别与所述开关芯片和控制电路连接，产生驱动电流，驱动所述开关芯片工作的开关驱动电路。
2.如权利要求1所述的开关阵列天线，其特征在于，所述低噪声放大器采用低噪声放大芯片。
3.如权利要求1所述的开关阵列天线，其特征在于，所述开关驱动电路用于通过所述控制电路产生TTL电平控制，产生所需的驱动电流，驱动所述开关芯片工作，按照预设的工作时序切换不同的开关芯片打开或者关闭。
4.如权利要求3所述的开关阵列天线，其特征在于，所述预设的工作时序通过编程实现，设定所述开关芯片动作的时序，满足所述每个阵列天线单元接收电磁波信号所需要的时间间隔和顺序。
5.如权利要求1所述的开关阵列天线，其特征在于，所述开关阵列天线由多个开关阵列天线支路组成阵列，并按照预设的顺序排列。
6.如权利要求3所述的开关阵列天线，其特征在于，所述控制电路采用控制芯片U1，所述控制芯片U1包括多个控制端ctrl，所述多个控制端ctrl分别接对应的所述开关驱动电路。
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