CN111641425B - 一种低成本多波束射频前端的实现方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本多波束射频前端的实现方式，包括放大幅相加权模块，所述放大幅相加权模块的输出端与单元波束电性连接，所述单元波束与子阵单元实现双向连接，1/K代表一分为K功分网络，K/1代表K合一合成网络，子阵级收发多波束网路由K个基础单元以及N个子阵波束合成K/1或功率分配网络1/K构成，本发明涉及雷达、通讯技术领域。该低成本多波束射频前端的实现方式，利用现在获得越来越广泛应用的硅及鍺硅技术，将放大及幅相加权模块中的N个通道(每个通道均包含移相器、衰减器、射频开关、低噪声放大器、驱动放大器等器件)集成在一块芯片上，这样既可以极大地减少占用的空间同时又能降低成本且改善通道间的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及雷达、通讯技术领域，具体为一种低成本多波束射频前端的实现方式。
背景技术
相控阵具有扫描速度快、波束指向灵活、可靠性高等特点，在雷达中获得广泛应用，由于相控阵特别是有源相控阵成本高、技术含量高，使得它的推广应用受到了一定的限制，不过随着半导体技术的进步，降低相控阵的成本和技术难度成为可能，近几年相控阵在通信系统中的应用也变得越来越多。在雷达和通信系统的许多应用场景需要同时多波束，以实现对多个目标的监测和多点通信。多波束分为模拟多波束和数字多波束，模拟多波束是由相控阵中的射频前端实现的，其将由相控阵天线单元(或子阵)接收到的信号经多波束网络合成形成多路信号输出，或者将多路激励信号经多波束网络馈送给相控阵的天线单元(子阵)。
通常的设计是采用多套网络构造射频前端来实现多波束，一般的模拟多波束网络的设计，会将放大及幅相加权模块和波束形成网络分开，并且采用射频电缆实现两者的连接，这样同样可以避免信号的交叉排布，缺点是体积大、重量重、成本高。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低成本多波束射频前端的实现方式，解决了通常的设计是采用多套网络构造射频前端来实现多波束，其所占空间尺寸大、集成度低、成本也高的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种低成本多波束射频前端的实现方式，包括放大幅相加权模块，所述放大幅相加权模块的输出端与单元波束电连接，所述单元波束与子阵单元可以实现双向连接，1/K代表一分为K功分网络，K/1代表K合一合成网络，1/n代表一分为n功分网络，n/1代表n合一合成网络，子阵级收发多波束网路由K个基础单元以及N个子阵波束合成K/1或功率分配网络1/K构成。
优选的，当接收时，多波束网络将K组No:1、No:2、…、No:k共K×K个放大器输出的信号经过信号的分配、放大以及幅相加权后，再合成，形成所需的N个接收波束信号，在基础单元#1中放大及幅相加权模块#1，首先用一分为n功分网络将对应基础单元#1的No:1放大器输出的信号分成等幅同相的n路信号，然后根据波束加权需求在n路中进行不同的幅相加权后，输出n路经过放大及幅相加权的信号～，分别作为单元波束1合成网络、单元波束2合成网络、…、单元波束N合成网络的第一路信号用于随后N个单元波束的形成，同理放大及幅相加权模块#2将对应基础单元#1的No:2放大器输出的信号经过分配、放大及幅相加权后输出n路信号，分别作为单元波束1合成网络、单元波束2合成网络、…、单元波束N合成网络的第二路信号用于随后N个单元波束的形成，依次类推，直至放大及幅相加权模块#K将对应基础单元#1的No:K放大器输出的信号，经过分配、放大及幅相加权后，成为单元波束1合成网络第K路信号、单元波束2合成网络的第K路信号、…、单元波束N合成网络的第K路信号。
优选的，所述在接收基础单元#1中，单元波束1合成网络将从放大及幅相加权模块#1输出的第1路信号直至放大及幅相加权模块#K输出的第1路信号共K个信号合成，形成波束1输出-1信号，同理依次从1到N直至单元波束N合成网络，将从放大及幅相加权模块#1输出的第n路信号一直到放大及幅相加权模块#K输出的第n路信号共K个信号合成，形成波束N输出-1信号，这样就实现了将对应基础单元#1的第一组No:1放大器直至No:K放大器输出的信号，按照N波束幅相加权的要求分配、放大及幅相加权、合成后，形成波束1输出-1、波束2输出-1、…、波束N输出-1共N路信号，这些信号构成了子阵级接收N波束所需的第一组N路信号。
优选的，所述基础单元#2也将对应的第2组从No:1放大器直至No:k放大器放大后的信号，按照N波束幅相加权的要求分配、放大及幅相加权、合成后，输出波束1输出-2、波束2输出-2、…、波束N输出-2共N路信号，这些信号构成了子阵级接收N波束所需的第二组N路信号，依次类推，基础单元#K也将对应的第K组从No:1直至No:k放大器的输出信号按要求经分配、放大及幅相加权、合成后，输出波束1输出-K、波束2输出-K、…、波束N输出-K共N个信号，这些信号构成了子阵级接收N波束所需的第K组N路信号。
优选的，所述子阵波束1合成网络，将从基础单元#1输出的波束1输出-1信号、基础单元#2输出的波束1输出-2信号、…、基础单元#K输出的波束1输出-N信号共K路信号合成，形成波束1输出信号，依次类推，得到波束2输出信号、…、波束N输出信号，这样就将接收的K组No:1、No:2、…、No:K个放大器放大后的信号经过分配、放大及幅相加权、再次合成后形成所需的接收N波束信号。
优选的，所述当发射时，子阵波束1分配网络将波束1的激励信号按幅相加权要求分成第一组K路信号，即波束1激励-1、波束1激励-2、…、波束1激励-K信号，去分别激励基础单元#1的单元波束1分配网络、基础单元#2的单元波束1分配网络、…、基础单元#K的单元波束1分配网络，同理子阵波束2分配网络将波束2的激励信号按幅相加权要求也分成第二组K路信号，即波束2激励-1、波束2激励-2、…、波束2激励-K信号，去分别激励基础单元#1的单元波束2分配网络、基础单元#2的单元波束2分配网络、…、基础单元#K的单元波束2分配网络，依次类推，子阵波束N分配网络将波束N的激励信号按要求分成第N组K路信号，即波束N激励-1、波束N激励-2、…、波束N激励-K信号，去分别激励基础单元#1的单元波束N分配网络、基础单元#2的单元波束N分配网络、…、基础单元#K的单元波束N分配网络。
优选的，所述当发射时在基础单元#1中，单元波束1分配网络将第一组激励信号中的波束1激励-1信号分成K路信号，去分别激励放大及幅相加权模块#1的第一个通道、放大及幅相加权模块#2的第一个通道、一直到放大及幅相加权模块#K的第一个通道，依次类推，单元波束N分配网络将第N组中的波束N激励-1信号分成K路信号，去分别激励放大及幅相加权模块#1的第n个通道、放大及幅相加权模块#2的第n个通道、一直到放大及幅相加权模块#K的第n个通道，放大及幅相加权模块#1将来自单元波束1分配网络输出的第一路信号，一直到来自单元波束N分配网络的第一路信号，分别经n路幅相加权及放大后，经n合一合成网络合成一路信号去激励基础单元#1的No:1放大器，依次类推，放大及幅相加权模块#K将来自单元波束1分配网络输出的第K路信号，一直到来自单元波束N分配网络的第K路信号，分别经n路幅相加权及放大后，合成一路信号去激励基础单元#1的No:K放大器。
(三)有益效果
本发明提供了一种低成本多波束射频前端的实现方式。与现有技术相比，具备以下有益效果：
(1)、该低成本多波束射频前端的实现方式，利用现在获得越来越广泛应用的硅及鍺硅技术，将放大及幅相加权模块中的N个通道(每个通道均包含移相器、衰减器、射频开关、低噪声放大器、驱动放大器等器件)集成在一块芯片上，这样既可以极大地减少占用的空间同时又能降低成本且改善通道间的一致性。按照分层合成(或分配激励信号)的单元波束实现的方式，可以用多层印制板的两个信号层就能实现，这样就降低了设计难度及印制板的加工难度、减少了实现成本。这种设计具有集成度高、体积小、重量轻的特点。
附图说明
图1为本发明子阵级收发多波束网络电原理框图；
图2为本发明收发基础单元电原理框图；
图3为本发明放大及幅相加权模块的电原理图；
图4为本发明单元波束形成网络电原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种低成本多波束射频前端的实现方式，包括放大幅相加权模块，放大幅相加权模块的输出端与单元波束电性连接，所述单元波束与子阵单元实现双向连接，1/K代表一分为K功分网络，K/1代表K合一合成网络，1/n代表一分为n功分网络，n/1代表n合一合成网络，子阵级收发多波束网路由K个基础单元2以及N个子阵波束合成K/1或功率分配网络1/K21～23构成，当接收时，多波束网络将K组No:1、No:2、…、No:k共K×K个放大器输出的信号1经过信号的分配、放大以及幅相加权后，再合成，形成所需的N个接收波束信号24～26，当接收时，在基础单元#1中放大及幅相加权模块#1，首先用一分为n功分网络4将对应基础单元#1的No:1放大器输出的信号分成等幅同相的n路信号，然后根据波束加权需求在n路中进行不同的幅相加权后，输出n路经过放大及幅相加权的信号5～6，分别作为单元波束1k/1合成网络、单元波束2K/1合成网络、…、单元波束NK/1合成网络的第一路信号用于随后N个单元波束的形成，同理放大及幅相加权模块#2将对应基础单元#1的No:2放大器输出的信号经过分配、放大及幅相加权后输出n路信号，分别作为单元波束1k/1合成网络、单元波束2K/1合成网络、…、单元波束NK/1合成网络的第二路信号用于随后N个单元波束的形成，依次类推，直至放大及幅相加权模块#K将对应基础单元#1的No:K放大器输出的信号，经过分配、放大及幅相加权后，成为单元波束1k/1合成网络第K路信号、单元波束2K/1合成网络的第K路信号、…、单元波束NK/1合成网络的第K路信号，在接收基础单元#1中，单元波束1K/1合成网络9将从放大及幅相加权模块#1输出的第1路信号5直至放大及幅相加权模块#K输出的第1路信号7共K个信号合成，形成波束1输出-1信号12，同理依次从1到N直至单元波束NK/1合成网络11，将从放大及幅相加权模块#1输出的第n路信号6一直到放大及幅相加权模块#K输出的第n路信号8共K个信号合成，形成波束N输出-1信号14，这样就实现了将对应基础单元#1的第一组No:1放大器直至No:K放大器输出的信号，按照N波束幅相加权的要求分配、放大及幅相加权、合成后，形成波束1输出-112、波束2输出-113、…、波束N输出-114共N路信号，这些信号构成了子阵级接收N波束所需的第一组N路信号，基础单元#2也将对应的第2组从No:1放大器直至No:k放大器放大后的信号，按照N波束幅相加权的要求分配、放大及幅相加权、合成后，输出波束1输出-215、波束2输出-216、…、波束N输出-217共N路信号，这些信号构成了子阵级接收N波束所需的第二组N路信号，依次类推，基础单元#K也将对应的第K组从No:1直至No:k放大器的输出信号按要求经分配、放大及幅相加权、合成后，输出波束1输出-K18、波束2输出-K19、…、波束N输出-K20共N个信号，这些信号构成了子阵级接收N波束所需的第K组N路信号，子阵波束1合成网络K/121，将从基础单元#1输出的波束1输出-1信号12、基础单元#2输出的波束1输出-2信号15、…、基础单元#K输出的波束1输出-N信号18共K路信号合成，形成波束1输出信号24，依次类推，得到波束2输出信号25、…、波束N输出信号26，这样就将接收的K组No:1、No:2、…、No:K个放大器放大后的信号1经过分配、放大及幅相加权、再次合成后形成所需的接收N波束信号，当发射时，子阵波束11/K分配网络21将波束1的激励信号24按幅相加权要求分成第一组K路信号，即波束1激励-112、波束1激励-215、…、波束1激励-K信号18，去分别激励基础单元#1的单元波束11/k分配网络、基础单元#2的单元波束11/k分配网络、…、基础单元#K的单元波束11/K分配网络，同理子阵波束21/K分配网络22将波束2的激励信号25按幅相加权要求也分成第二组K路信号，即波束2激励-113、波束2激励-216、…、波束2激励-K信号19，去分别激励基础单元#1的单元波束21/k分配网络、基础单元#2的单元波束21/k分配网络、…、基础单元#K的单元波束21/K分配网络，依次类推，子阵波束N1/K分配网络23将波束N的激励信号26按要求分成第N组K路信号，即波束N激励-114、波束N激励-217、…、波束N激励-K信号20，去分别激励基础单元#1的单元波束N1/k分配网络、基础单元#2的单元波束N1/k分配网络、…、基础单元#K的单元波束N1/K分配网络，当发射时在基础单元#1中，单元波束11/K分配网络9将第一组激励信号中的波束1激励-1信号12分成K路信号5～7，去分别激励放大及幅相加权模块#1的第一个通道、放大及幅相加权模块#2的第一个通道、一直到放大及幅相加权模块#K的第一个通道，依次类推，单元波束N1/K分配网络11将第N组中的波束N激励-1信号14分成K路信号6～8，去分别激励放大及幅相加权模块#1的第n个通道、放大及幅相加权模块#2的第n个通道、一直到放大及幅相加权模块#K的第n个通道，放大及幅相加权模块#1将来自单元波束11/k分配网络输出的第一路信号5，一直到来自单元波束N1/K分配网络的第一路信号6，分别经n路幅相加权及放大后，经n合一合成网络4合成一路信号去激励基础单元#1的No:1放大器，依次类推，放大及幅相加权模块#K将来自单元波束11/k分配网络输出的第K路信号7，一直到来自单元波束N1/K分配网络的第K路信号8，分别经n路幅相加权及放大后，合成一路信号去激励基础单元#1的No:K放大器，从图1可以看出子阵波束合成K/1网络或分配1/K网络，由于有足够的空间可以采用多种方式实现，如何实现基础单元是本方案的难点，随着要求电扫描角度的增大及工作频率的提升，天线单元间距将变得越来越小，如何实现基础单元中的放大及幅相加权模块3以及单元波束K/1合成或分配1/K网络9～11就变得很重要了，在本发明中我们给出了一种实现方式，具体的实现方式如下，随着半导体技术的不断进步，利用硅或锗硅技术，将放大及幅相加权模块3用一块芯片实现变成完全可能并正在获得越来越广泛的应用，由于接收时从天线单元接收的信号首先经过低噪声放大器放大，再接入放大及幅相加权模块3，尽管硅或者鍺硅电路中低噪声放大器的噪声系数比砷化钾器件高，但不会影响整个接收链路的噪声系数这项指标，同理，在发射时，从多波束网络输出的激励信号经过K组No:1、No:2、…、No:K个放大器放大后，再分别接辐射单元或子阵，这样辐射单元或子阵所需的功率放大就由发射多波束网络之外的放大器去实现，因而硅或鍺硅器件输出功率小效率低的缺点就不会对整个系统的性能造成影响，，
从图2的电原理框图可以看，每个单元波束形成网络都是将K路由不同放大及幅相加权模块中对应通道的信号合成，或者将激励信号分配成K路，去分别激励不同放大及幅相加权模块的对应通道，这样就会引起空间布局上信号间的交叉排布，为了实现多波束通常会采用多层信号布线，并且将不同的单元波束合成或分配网络排布在不同的信号层，来避免信号间的交叉，这样带来的问题是信号层较多，多层板的层数多，因而制造成本高、加工难度大，在本发明中，我们给出了一种简单易行的单元波束形成网络的实现方式，可以有效地避免和减少交叉走线，并且以两层信号层就可以实现多个单元波束网络，
下面我们以四单元八波束K＝4、N＝8为例描述如何实现一个基础单元，如图3所示为一个8路n＝8放大及幅相加权模块或者称放大及幅相加权芯片3的电原理图，它包括一个片上的一分为八分配网络或者八合一合成网络30以及各自独立的8个通道31，可以分别实现8路不同的放大及幅相加权，在每个通道中的移相器、衰减器32用于完成波束形成所需的幅相加权要求，每个通道中的两个单刀双掷开关33实现了：当接收时接通接收低噪声放大器34，当发射时接通驱动放大器35，即在收发之间切换，通道中的吸收式单刀单掷开关36可根据需要接通或者关断此射频通道，并且在关断此通道时保持对单元波束合成或分配呈现良好的匹配状态，
如图4所示为对应4个辐射单元或子阵K＝4用多层印制板实现8个单元波束的原理图，每个单元波束均包括两层功率分配或合成，当接收时，如图4中虚线所示第一层功率合成网络完成了将相邻放大及幅相加权芯片的对应通道的输出信号进行合成，即依次将放大及幅相加权芯片#1的第一通道输出信号37与放大及幅相加权芯片#3的第一通道输出信号39合成，输出单元波束1第一层的第一个合成信号56；放大及幅相加权芯片#1的第二通道输出信号41与放大及幅相加权芯片#3的第一通道输出信号43合成，输出单元波束2第一层的第一个合成信号57；直至放大及幅相加权芯片#1的第八通道输出信号45与放大及幅相加权芯片#3的第八通道输出信号46合成，输出单元波束8第一层的第一个合成信号58，同理依次将放大及幅相加权芯片#2的第一通道输出信号38与放大及幅相加权芯片#4的第一通道输出信号40合成，输出单元波束1第一层的第二个合成信号59；放大及幅相加权芯片#2的第二通道输出信号42与放大及幅相加权芯片#4的第一通道输出信号44合成，输出单元波束2第一层的第二个合成信号60；直至放大及幅相加权芯片#2的第八通道输出信号47与放大及幅相加权芯片#4的第八通道输出信号48合成，输出单元波束8第一层的第二个合成信号61，这样在第一层信号层中就完成了基础单元接收八波束的第一层信号合成，然后利用垂直过渡将第一层合成信号由第一层信号层转到第二层信号层，如图4中所示点划线为处于第二层信号层的第二级功率合成网络，它们是将对应单元波束的第一层合成信号在第二层信号层再次合成，形成对应单元波束的输出信号，即在第二层信号层将单元波束1第一层的第一个合成信号56和第二个信号合成59，形成单元波束1的输出信号49，单元波束2第一层的第一个合成信号57和第二个信号合成60，形成单元波束2的输出信号50，直至完成单元波束8第一层的第一个合成信号58和第二个信号合成61，形成单元波束8的输出信号51，我们这样的排布设计，避开了信号线的交叉排布同时又保证同一波束里的通道间路径等长。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种低成本多波束射频前端，包括放大幅相加权模块，其特征在于：所述放大幅相加权模块的输出端与单元波束电连接，所述单元波束与子阵单元实现双向连接，1/K代表一分为K功分网络，K/1代表K合一合成网络，1/n代表一分为n功分网络，n/1代表n合一合成网络，子阵单元由K个基础单元(2)以及N个子阵波束合成K/1或功率分配网络1/K(21～23)构成；
其中，所述放大及幅相加权模块为一块基于硅及鍺硅技术合成的包含N个通道的一块芯片，所述N个通道中每个通道均包含移相器、衰减器、射频开关、低噪声放大器、驱动放大器，所述放大及幅相加权模块由多层印制板分层合成；
每个单元波束均包括两层功率分配或合成，当接收时，第一层功率合成网络将相邻放大及幅相加权芯片的对应通道的输出信号进行合成，即依次将放大及幅相加权芯片#1的第一通道输出信号37与放大及幅相加权芯片#3的第一通道输出信号39合成，输出单元波束1第一层的第一个合成信号56；放大及幅相加权芯片#1的第二通道输出信号41与放大及幅相加权芯片#3的第二通道输出信号43合成，输出单元波束2第一层的第一个合成信号57；直至放大及幅相加权芯片#1的第八通道输出信号45与放大及幅相加权芯片#3的第八通道输出信号46合成，输出单元波束8第一层的第一个合成信号58，同理依次将放大及幅相加权芯片#2的第一通道输出信号38与放大及幅相加权芯片#4的第一通道输出信号40合成，输出单元波束1第一层的第二个合成信号59；放大及幅相加权芯片#2的第二通道输出信号42与放大及幅相加权芯片#4的第一通道输出信号44合成，输出单元波束2第一层的第二个合成信号60；直至放大及幅相加权芯片#2的第八通道输出信号47与放大及幅相加权芯片#4的第八通道输出信号48合成，输出单元波束8第一层的第二个合成信号61，将对应单元波束的第一层合成信号在第二层信号层再次合成，形成对应单元波束的输出信号，在第二层信号层将单元波束1第一层的第一个合成信号56和第二个信号合成59，形成单元波束1的输出信号49，单元波束2第一层的第一个合成信号57和第二个信号合成60，形成单元波束2的输出信号50，直至完成单元波束8第一层的第一个合成信号58和第二个信号合成61，形成单元波束8的输出信号51。
2.根据权利要求1所述的一种低成本多波束射频前端，其特征在于：当接收时，多波束网络将K组No:1、No:2、…、No:k共K×K个放大器输出的信号1经过信号的分配、放大以及幅相加权后，再合成，形成所需的N个接收波束信号24～波束信号26，当接收时，在基础单元#1中放大及幅相加权模块#1，首先用一分为n功分网络4将对应基础单元#1的No:1放大器输出的信号分成等幅同相的n路信号，然后根据波束加权需求在n路中进行不同的幅相加权后，输出n路经过放大及幅相加权的信号5～波束信号6，分别作为单元波束1(k/1)合成网络、单元波束2(K/1)合成网络、…、单元波束N(K/1)合成网络的第一路信号用于随后N个单元波束的形成，同理放大及幅相加权模块#2将对应基础单元#1的No:2放大器输出的信号经过分配、放大及幅相加权后输出n路信号，分别作为单元波束1(k/1)合成网络、单元波束2(K/1)合成网络、…、单元波束N(K/1)合成网络的第二路信号用于随后N个单元波束的形成，依次类推，直至放大及幅相加权模块#K将对应基础单元#1的No:K放大器输出的信号，经过分配、放大及幅相加权后，成为单元波束1(k/1)合成网络第K路信号、单元波束2(K/1)合成网络的第K路信号、…、单元波束N(K/1)合成网络的第K路信号。
3.根据权利要求1所述的一种低成本多波束射频前端，其特征在于：在接收基础单元#1中，单元波束1(K/1)合成网络9将从放大及幅相加权模块#1输出的第1路信号5直至放大及幅相加权模块#K输出的第1路信号7共K个信号合成，形成波束1输出-1信号12，同理依次从1到N直至单元波束N(K/1)合成网络11，将从放大及幅相加权模块#1输出的第n路信号6一直到放大及幅相加权模块#K输出的第n路信号8共K个信号合成，形成波束N输出-1信号14，这样就实现了将对应基础单元#1的第一组No:1放大器直至No:K放大器输出的信号，按照N波束幅相加权的要求分配、放大及幅相加权、合成后，形成波束1输出-1(12)、波束2输出-1(13)、…、波束N输出-1(14)共N路信号，这些信号构成了子阵单元接收N波束所需的第一组N路信号。
4.根据权利要求1所述的一种低成本多波束射频前端，其特征在于：基础单元#2也将对应的第2组从No:1放大器直至No:k放大器放大后的信号，按照N波束幅相加权的要求分配、放大及幅相加权、合成后，输出波束1输出-2(15)、波束2输出-2(16)、…、波束N输出-2(17)共N路信号，这些信号构成了子阵单元接收N波束所需的第二组N路信号，依次类推，基础单元#K也将对应的第K组从No:1直至No:k放大器的输出信号按要求经分配、放大及幅相加权、合成后，输出波束1输出-K(18)、波束2输出-K(19)、…、波束N输出-K(20)共N个信号，这些信号构成了子阵单元接收N波束所需的第K组N路信号。
5.根据权利要求1所述的一种低成本多波束射频前端，其特征在于：子阵波束1合成网络(K/1)(21)，将从基础单元#1输出的波束1输出-1信号12、基础单元#2输出的波束1输出-2信号15、…、基础单元#K输出的波束1输出-N信号18共K路信号合成，形成波束1输出信号24，依次类推，得到波束2输出信号25、…、波束N输出信号26，这样就将接收的K组No:1、No:2、…、No:K个放大器放大后的信号1经过分配、放大及幅相加权、再次合成后形成所需的接收N波束信号。
6.根据权利要求1所述的一种低成本多波束射频前端，其特征在于：当发射时，子阵波束1(1/K)分配网络21将波束1的激励信号24按幅相加权要求分成第一组K路信号，即波束1激励-1(12)、波束1激励-2(15)、…、波束1激励-K信号18，去分别激励基础单元#1的单元波束1(1/k)分配网络、基础单元#2的单元波束1(1/k)分配网络、…、基础单元#K的单元波束1(1/K)分配网络，同理子阵波束2(1/K)分配网络22将波束2的激励信号25按幅相加权要求也分成第二组K路信号，即波束2激励-1(13)、波束2激励-2(16)、…、波束2激励-K信号19，去分别激励基础单元#1的单元波束2(1/k)分配网络、基础单元#2的单元波束2(1/k)分配网络、…、基础单元#K的单元波束2(1/K)分配网络，依次类推，子阵波束N(1/K)分配网络(23)将波束N的激励信号26按要求分成第N组K路信号，即波束N激励-1(14)、波束N激励-2(17)、…、波束N激励-K信号20，去分别激励基础单元#1的单元波束N(1/k)分配网络、基础单元#2的单元波束N(1/k)分配网络、…、基础单元#K的单元波束N(1/K)分配网络。
7.根据权利要求1所述的一种低成本多波束射频前端，其特征在于：当发射时在基础单元#1中，单元波束1(1/K)分配网络9将第一组激励信号中的波束1激励-1信号12分成K路信号5～信号7，去分别激励放大及幅相加权模块#1的第一个通道、放大及幅相加权模块#2的第一个通道、一直到放大及幅相加权模块#K的第一个通道，依次类推，单元波束N(1/K)分配网络11将第N组中的波束N激励-1信号14分成K路信号6～信号8，去分别激励放大及幅相加权模块#1的第n个通道、放大及幅相加权模块#2的第n个通道、一直到放大及幅相加权模块#K的第n个通道，放大及幅相加权模块#1将来自单元波束1(1/k)分配网络输出的第一路信号5，一直到来自单元波束N(1/K)分配网络的第一路信号6，分别经n路幅相加权及放大后，经n合一合成网络4合成一路信号去激励基础单元#1的No:1放大器，依次类推，放大及幅相加权模块#K将来自单元波束1(1/k)分配网络输出的第K路信号7，一直到来自单元波束N(1/K)分配网络的第K路信号8，分别经n路幅相加权及放大后，合成一路信号去激励基础单元#1的No:K放大器。
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Denomination of invention: A low-cost implementation method for multi beam RF front-end Effective date of registration: 20231010 Granted publication date: 20220607 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing Hexi sub branch Pledgor: Nanjing Huacheng Microwave Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980060388 |