CN110911836B - 一种x波段数字相控阵分布式子阵t/r组件馈电电路 - Google Patents

一种x波段数字相控阵分布式子阵t/r组件馈电电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，属微波技术领域。它包括双面印制板和微带线，双面印制板正面设有多个端口A，背面设有多个端口B；端口A通过多根微带线与天线单元连接，端口B通过多根微带线与T/R组件连接；微带线长度相等，差损不大于0.2dB，隔离度不小于47dB，相位差小于2°；端口A和端口B的电压驻波比不大于1.15；端口A和端口B各设有112个；微带线设有112根，每根长度为43.6mm。保证每条馈线延迟时间相同，差损小，隔离度和阻抗匹配度高，占用空间小。解决了现有天线单元或T/R组件相应信号间存在非固定相位差，波束无法实现稳定干涉，及传输损耗大，占用空间大的问题。

Description

一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路
技术领域
本发明涉及一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，属微波技术领域。
背景技术
雷达的数字相控阵分布式T/R组件是将112个数字阵列单元集成为一个子阵模块，相控阵依据性能要求由子阵模块组合而成。子阵模块结构紧凑，馈电端口密集，间距小于天线阵元间距，使得子阵模块端口与对应的天线单元间的距离不相等，无法得到相同的相位。此外，由于馈电线多，又通常采用同轴电缆，不仅占用空间大，且各馈线间隔离度低难以防止相互干扰。因此，为保证射频前端电性能，在子阵模块与天线单元之间设计一种可保证每条馈电线的延迟时间相同，差损小，且隔离度好，匹配度高，占用空间小的X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种可有效保证每条馈线的延迟时间相同，差损小，隔离度好，阻抗匹配度高，占用空间小，实现波束在每一个T/R通道与对应天线单元间的传输相位误差不大于5°、差损不大于0.2dB、隔离度不小于47dB、电压驻波比不大于1.15的X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，它包括双面印制板和微带线，其特征在于：双面印制板的正面设置有多个端口A，所述端口A通过多根微带线分别、各自连接有天线单元，双面印制板的背面设置有多个端口B，所述端口B通过多根微带线分别、各自连接有T/R组件；所述微带线的长度相等，差损不大于0.2dB，隔离度不小于47dB，微带线的相位差小于2°，所述端口A和端口B的电压驻波比不大于1.15。
所述的端口A设置有112个。
所述的端口B设置有112个。
所述的微带线设置有112根，每根长度为43.6mm。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
该X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，采用微带线作为端口A与端口B的连接线，通过设置等长为43.6mm的微带线实现相同的延迟，通过微带线实现良好匹配，有效降低损耗和驻波。采用双面印制板，利用微带线的固有特点增大隔离度，降低馈线之间的耦合，占用空间少，避免了相互干扰。使得该X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路的波束在每一个T/R通道与对应天线单元间的传输相位误差不大于5°、差损不大于0.2dB、隔离度不小于47dB，且每一条馈线的相位差不大于2°，各个端口A和端口B的电压驻波比不大于1.15。完善解决了天线单元与数字阵列T/R组件间因传输距离不相等，从而导致天线各单元的射频信号或T/R组件各通道接收的回波信号之间存在非固定的相位差，波束无法实现稳定干涉，及传统同轴电缆传输损耗大，占用空间大的问题。
附图说明
图1为一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路的正面结构示意图；
图2为一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路的背面结构示意图；
图3为端口A和端口B的1-60端口的相位误差图；
图4为端口A和端口B的61-112端口的相位误差图；
图5为端口A和端口B的1-30端口的驻波图；
图6为端口A和端口B的31-60端口的驻波图；
图7为端口A和端口B的61-90端口的驻波图；
图8为端口A和端口B的90-112端口的驻波图。
图中：1、双面印制板的正面，2、端口A，3、微带线，4、端口B，5、双面印制板的背面。
具体实施方式
本发明申请人的设计思路是：传统的T/R组件与天线单元之间一般是采用同轴电缆进行连接，由于同轴电缆的长度较长，弯曲受限，制作相等长度不易，故差损较大，布线繁杂，占用空间大，导致子阵模块与天线单元之间每条同轴电缆馈电线的延迟时间不同，差损大，隔离度和匹配度低，相互干扰，非常不利于X波段相控阵雷达的制作和发展。本发明申请人采用微带线3作为馈电线，通过计算和试验，研制出该X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路。将微带线3设计为合理长度的等长线，实现相同的延迟；通过设置微带线3的阻抗匹配，实现良好匹配，有效降低损耗和驻波；通过选择具备优质介质材料的双面印制板，制作相等长度的微带线3，设置微带线3间固定的间隔增大隔离度，大大降低微带线3之间的耦合及干扰。同时具有体积小、占用空间小的优点。
下面结合附图对该X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路的实施方式作进一步详细说明（参见图1～8）：
该X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，它包括双面印制板1和微带线3，双面印制板的正面1设置有多个端口A2，所述端口A2通过多根微带线3分别、各自连接有天线单元；双面印制板的背面5设置有多个端口B4，所述端口B4通过多根微带线3分别、各自连接有T/R组件；所述微带线3的长度相等，差损不大于0.2dB，隔离度不小于47dB，微带线3的相位差小于2°，所述端口A2和端口B4的电压驻波比不大于1.15。所述的端口A2设置有112个。所述的端口B4设置有112个。所述的微带线3设置有112根，每根长度为43.6mm（参见图1～8）。
该X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路的制作过程如下所示：
1）选择具备优质介质材料的双面印制板1，采用ROGERS公司的双面覆铜介质板，型号为RO4350B，板厚为0.762mm，铜箔厚度为0.034mm，介电常数为3.48，降低损耗，提高隔离度，差损不大于0.2dB，隔离度不小于47dB。
2）在所述双面印制板的正面1上通过手动画线和EDA软件辅助设计，控制微带线3误差不大于0.3mm，要求相位误差不大于5°。在双面印制板的背面5上也制作出相等长度为43.6mm的112根微带线3。
3）在双面印制板的正面1制作的112根微带线3的端头上制作出端头A2，在双面印制板的背面5上也制作出的112根微带线3的端头上制作出端头B4。
4）精心计算、合理设置微带线3的参数和过渡带，实现微带线3与天线单元，或微带线3与T/R组件连接器的良好匹配，良好控制电压驻波比不大于1.15。
5）通过HFSS仿真软件建模对馈电线传输特性进行仿真，仿真结果（参见图3和图4），从图中可见相位误差不大于2°，电压驻波比不大于1.15，仿真差损不大于0.2dB，隔离度不小于47dB。
传统的T/R组件与天线单元之间采用同轴电缆进行连接，由于同轴电缆的长度长，差损大，占用空间大，且弯曲受限，故难以实现子阵模块端口与对应的天线单元间的排布距离相等，进而无法得到相同的相位。本发明采用微带线3，且将微带线3设计为相等长度，分别制作在双面印制板的正面1和双面印制板的背面5上，实现良好阻抗匹配，导电率高，同时有效降低了损耗和驻波；本发明馈电电路体积小，占用空间少，隔离度高。解决了同轴电缆馈电连接带来的占用空间大及损耗和驻波大的问题。实际应用完全达到设计要求。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (4)

1.一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，它包括双面印制板（1）和微带线（3），其特征在于：双面印制板（1）的正面设置有多个端口A（2），所述端口A（2）通过多根微带线（3）分别、各自连接有天线单元，双面印制板（1）的背面设置有多个端口B（4），所述端口B（4）通过多根微带线（3）分别、各自连接有T/R组件；所述微带线（3）的长度相等，差损不大于0.2dB，隔离度不小于47dB，微带线（3）的相位差小于2°，所述端口A（2）和端口B（4）的电压驻波比不大于1.15。
2.根据权利要求1所述的一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，其特征在于：所述的端口A（2）设置有112个。
3.根据权利要求1所述的一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，其特征在于：所述的端口B（4）设置有112个。
4.根据权利要求1所述的一种X波段数字相控阵分布式子阵T/R组件馈电电路，其特征在于：所述的微带线（3）设置有112×2根，每根长度为43.6mm。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105024143A (zh) * 2015-08-06 2015-11-04 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种片式Ka频段宽角扫描卫星通信天线
EP3435111A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-30 Thales Alenia Space Italia S.p.A. Con Unico Socio Microwave antenna module for space applications including a hybrid transmit/receive module of package on package type
CN109616759A (zh) * 2018-12-06 2019-04-12 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 全双工有源相控阵滤波天线阵面
CN209514050U (zh) * 2018-12-29 2019-10-18 中国电子科技集团公司第二十研究所 超小尺寸收发组件的通道耦合校准装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160008771A (ko) * 2014-07-15 2016-01-25 이중근 Pcb를 이용한 고 적응성 모듈러 잭
CN105390814B (zh) * 2015-10-18 2018-06-26 中国电子科技集团公司第十研究所 具有内校准网络的有源相控阵天线
CN108448221B (zh) * 2018-03-09 2020-12-29 电子科技大学 一种宽带多层微带Butler波束成形网络矩阵装置
CN109066101B (zh) * 2018-08-08 2020-09-25 陕西黄河集团有限公司 一种有源相控阵天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105024143A (zh) * 2015-08-06 2015-11-04 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种片式Ka频段宽角扫描卫星通信天线
EP3435111A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-30 Thales Alenia Space Italia S.p.A. Con Unico Socio Microwave antenna module for space applications including a hybrid transmit/receive module of package on package type
CN109616759A (zh) * 2018-12-06 2019-04-12 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 全双工有源相控阵滤波天线阵面
CN209514050U (zh) * 2018-12-29 2019-10-18 中国电子科技集团公司第二十研究所 超小尺寸收发组件的通道耦合校准装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
X波段（8～12GHz）相控阵天线的研究;王勇;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 信息科技辑》;20051115;全文 *

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