[发明专利]毫米波64阵元瓦片式相控阵天线

权利要求书

1. 一种毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：包括2*2 的TR组件（1）阵列，每个TR组件（1）子阵通道数为4*4，共64子阵通道；每个TR组件（1）包括收发通道模块（2）、电源模块（3）、控制模块（4）和结构腔体（5），电源模块（3）与外部接口相连，电源模块（3）与控制模块（4）通过插针垂直互联，控制模块（4）与收发通道模块（2）通过金丝键合相连，3个模块依次平行放置。

2.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：收发通道模块（2）包括16个收发通道；每个收发通道模块（2）包括收发放大多功能电路、衰减移相放大多功能电路、电源控制电路、波控控制电路和功分器。

3.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：收发通道模块（2）为一块射频集成板（10），包括多通道多功能集成SOC芯片、射频通道馈电网络、控制和电源馈线网络，射频集成板（10）由多层微波板设计，多层微波板为射频集成板（10）与FR4混压结构，集成射频通道馈电网络、控制和电源馈线网络，多功能集成SOC芯片与多层微波板由金丝键合方式互联。

4.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：电源模块（3）中器件包括LDO和DC-DC；控制模块（4）中器件包括FPGA。

5.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：收发通道模块（2）包括4个多功能集成SOC芯片，分别驱动16个TR收发芯片，由波控子板实现幅度相位控制、收发电源控制和工作模式切换，每个通道包含末级功率放大、接收低噪声放大、收发驱动放大、收发移相、接收衰减、收发开关和模式切换开关功能，其中TR收发芯片集成末级功放、接收低噪放、收发开关和模式选择开关，多功能集成SOC芯片集成收发移相、接收衰减、收发开关和收发驱动放大。

6.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：结构腔体（5）包括电源板腔体（7）和天线腔体（11）两部分；电源模块（3）包括电源板（6）及低频连接器（8）；控制模块（4）包括控制板（9）和低频插针（12）；收发通道模块（2）包括射频集成板（10）、射频连接器（13）、屏蔽盖（14）；电源板（6）装在电源板腔体（7）中，通过低频连接器（8）与外部连接，控制板（9）与射频集成板（10）装在天线腔体（11）中，电源板（6）与控制板（9）通过低频插针（12）实现互联，射频集成板（10）与射频连接器（13）垂直互联，通过天线实现信号的收发，电源板（6）上设置有电源板（6）上器件，控制板（9）上设置有控制板（9）上器件。

7.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：发射时，信号由公共端口输入到16通道子阵，经1分4功分器等分成4路，分别输入到4个多功能集成SOC芯片，再由多功能集成SOC芯片等分成4路，输送到TR收发芯片进行功率放大，最后输出到天线端口。

8.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：接收时，信号由天线端口输入，经TR收发芯片的低噪声放大后输入到多功能集成SOC芯片，经驱动放大、移相和衰减后，4路合成1路，由SMP总端口输出，在子阵上再进行4路合成，由子阵的总端口输出。

9.根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于：收发通道模块（2）包括16路收发通道，按照每四通道进行分区设计，发射信号经过输入功率分配网络后进入到多功能集成SOC芯片，分配成4通道进行移相、衰减和驱动放大，最后通过TR收发芯片实现最终的功率输出；接收通道信号进入模块后，通过TR收发芯片进行放大，然后进入多功能集成SOC芯片实现4通道合一输出，最后通过功率分配网络输出。

10. 根据权利要求1所述的毫米波64阵元瓦片式相控阵天线，其特征在于： TR组件（1）的射频部分分为四个区域，并将每个区域的四个通道分为四个位号，校准模式时，每个区域同号位的TR收发芯片工作，其它位号的TR收发芯片断电；控制模块（4）接收来自上级母板的波控指令，完成波控指令解析、通过SPI协议对多功能芯片进行幅度和相位的读写；TR模块包括4个多功能集成SOC芯片区域，各区域块并行控制，每个区域的4个通道串行读写；整个TR组件（1）共用时钟信号、片选信号、锁存信号和收发开关信号，每个通道的控制数据采用并行收发方式，实现高速的相位和幅度控制以及每个通道多功能芯片上工作状态控制。