[发明专利]一种低成本多波束射频前端的实现方式

权利要求书

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。