[发明专利]一种蒙皮式毫米波卫星通信相控阵天线

说明书

本发明公开了一种蒙皮式毫米波卫星通信相控阵天线，采用有源子阵模块化设计理念，将多个模块进行平面或者非平面组阵，形成具有超低剖面的大型毫米波卫星通信用相控阵天线阵面。基于射频电路的集成设计、多功能芯片的应用以及多层微波板的使用等相对成熟的工艺，来实现毫米波相控阵天线的低剖面设计。所设计的天线系统既具有低剖面又具有较高的集成度，且成本与现有的水平相当，技术成熟度高。该发明所设计的天线在进行卫星通信时，可以方便的实现装机要求，并能根据实际需要，对后端的模块进行多波束技术延伸，具有技术可实现性和可变性。

技术领域

本发明涉及的技术领域涵盖了毫米波电子信息领域，包括雷达、通信、对抗、遥感遥测等，具体为一种蒙皮式毫米波卫星通信相控阵天线。本发明还特别适用于卫星通信领域，为了实现低剖面的天线终端的装机需求，实现卫星与地面终端的隐蔽通信，可在装机平台上具备快速、共形等设计，为卫星通信终端提供超低剖面相控阵天线系统。

背景技术

在毫米波相控阵天线领域，由于天线阵列需要进行大角度的扫描，导致天线单元的间距非常小，通常只有半个工作波长，特别是毫米波的波长较短，因此对后端的射频器件尺寸的排布造成了极大的困难。传统的毫米波天线阵面的形式为砖块式，在天线系统的纵向上延伸较长，不利于天线的低剖面设计。

为了实现天线的低剖面，一般采用以下几种方式：

1)对射频组件采用LTCC工艺，将天线与射频器件一体化设计，这种技术较为先进，但其成品较低，其工艺相对复杂，成本较高；

2)采用数字多波束体制的相控阵天线，这种天线系统可以将射频部分的功能进行压缩，将部分功能向天线的后端处理模块进行延伸，这样也能有效的降低天线射频前端的尺寸。但是数字多波束的成本以及后端的设备量相对复杂，成本较高。

针对以上技术在某些方面的技术缺陷，本发明基于射频电路的集成设计、多功能芯片的应用以及多层微波板的使用等相对成熟的工艺，来实现毫米波相控阵天线的低剖面设计，所设计的天线系统具有模块化的理念，通过对有源子阵进行设计，可在平面后者曲面上扩展，既具有低剖面又具有较高的集成度，且成本与现有的水平相当，技术成熟度高。该发明所设计的天线在进行卫星通信时，可以方便的实现装机要求，并能根据实际需要，对后端的模块进行多波束技术延伸，具有技术可实现性和可变性。

发明内容

本发明的目的在于避免传统天线剖面高或者工艺复杂的限制，突破低剖面可扩展相控阵天线的设计能力，提供一种蒙皮式毫米波卫星通信相控阵天线系统，该系统具有剖面低、可自由拼阵，波束形成灵活等优点，具有很高的工程应用前景。

本发明所采用的技术方案为：

一种蒙皮式毫米波卫星通信相控阵天线，包括N个模拟有源子阵2，N为自然数，其特征在于：所述的模拟有源子阵2包括多个低剖面微带天线单元6、低剖面热控板7、多个片式多通道收发组件9和多层微波电路板10；片式多通道收发组件9的上表面设置有绝缘子插针8，绝缘子插针8穿过低剖面热控板7上的过孔与低剖面微带天线单元6的下表面相连接，片式多通道收发组件9的下表面与多层微波电路板10的上表面相连接；低剖面热控板7的上表面与低剖面微带天线单元6之间为绝缘设置，绝缘子插针8与低剖面热控板7上的过孔之间为绝缘设置。

其中，在多层微波电路板10的上表面设置有天线腔体骨架结构11，片式多通道收发组件9设置在天线腔体骨架结构11的腔体内。

其中，在多层微波电路板10的下表面设置有底部盖板12。

其中，所述的N个模拟有源子阵2的排布方式为平面排布、多面阵或者共形阵。

其中，天线腔体骨架结构11的腔体为多个且与多个片式多通道收发组件9一一对应设置。

其中，所述的模拟有源子阵2中多层微波电路板10集成了射频电路、微波数字板以及信息处理芯片，与片式多通道收发组件9之间通过软性电路板进行供电、控制信号的连接。