[发明专利]一种超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构

说明书

本发明提供了一种超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，用于X波段机载气象探测，所述架构包括用于承载整部天线的金属整体承载框架、固定在金属整体承载框架一侧的微波多层印刷电路板、固定在所述微波多层印刷电路板上的多个微波芯片以及设置在金属整体承载框架另一侧的金属屏蔽盖板，其中，所述金属整体承载框架设有多个倒角矩形框，每个倒角矩形框对应一个微波芯片，所述微波芯片在所述微波多层印刷电路板上的位置周期设置。该天线架构融合了相控阵系统承载结构、馈电网络和射频收发通道，实现了整体厚度重量的减小，使得厚度减小1/3以上；并且使用了多功能散热屏蔽盖板，使射频芯片热量向芯片上方传导，实现了自然对流散热。

技术领域

本发明属于射频系统技术领域，具体涉及一种超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构。

背景技术

有源相控阵天线系统主要由系统机械承载结构、规则排列的辐射器列阵、规则排列的射频收发通道阵列、馈电网络和辅助控制电源接口电路组成。其中系统机械承载结构、射频收发通道和馈电网络是体积重量的主要组成。

现有有源相控阵天线X波段的射频收发通道包括单通道、双通道、四通道或者十六通道等，射频收发通道阵列装载在系统机械承载结构上，射频收发通道内部的射频芯片工作产生热量，热量通过芯片底部传导到射频收发通道壳体上，再通过系统机械承载结构导热至散热器，使用液冷或风冷散热。

主要缺点一：射频收发通道金属壳体和相控阵系统机械承载结构有两层金属结构，厚度重量较大。

主要缺点二：散热层在射频收发通道底部，适合风冷和液冷，不适合自然对流散热。

因此，现有机载相控阵天线系统不适合民用飞机气象雷达应用，需要一种厚度重量更小并可以使用自然对流散热的天线结构。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，以实现厚度重量的减小。

本发明的目的在于，提供一种X波段超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，适合口径尺寸面积为0.15～0.5m²，所述架构包括用于承载的金属整体承载框架、固定在金属整体承载框架一侧的微波多层印刷电路板、固定在所述微波多层印刷电路板上的多个微波芯片以及设置在金属整体承载框架另一侧的金属屏蔽盖板，其中，所述金属整体承载框架设有多个倒角矩形框，每个倒角矩形框对应一个微波芯片和多个阻容器件，所述微波芯片在所述微波多层印刷电路板上的位置周期设置。

本发明所述的超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，还具有这样的特征，所述金属整体承载框架设有用于安装在机载平台上的安装件。

本发明所述的超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，还具有这样的特征，所述微波多层印刷电路板还集成有馈电网络、辐射器阵列以、射频通孔、盲孔及芯片阵列的控制和供电网络。微波多层印刷电路板在辐射器一面使用微波板材，在微波芯片一面使用微波板材，芯片阵列的控制和供电网络使用低频板材。

本发明所述的超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，还具有这样的特征，所述馈电网络包括集成微带线形式和带状线形式。馈电网络的集合口在天线阵列之外微波多层印刷电路板的一侧。馈电网络所用功合器件使用wilkinson功分器。

本发明所述的超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，还具有这样的特征，所述馈电网络为微带线形式时，所述金属整体承载框架一侧设有对应于馈电网路的开槽。

本发明所述的超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，还具有这样的特征，所述金属整体承载框架上安装有螺钉阵列，螺钉分布于天线阵列单元的四角，用于紧固微波多层印刷电路板。

本发明所述的超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，还具有这样的特征，所述金属整体承载框架也通过焊接与微波多层印刷电路板连接。

本发明所述的超薄型机载有源相控阵气象雷达天线架构，还具有这样的特征，所述微波芯片封装设置，所述封装设置的散热结构在顶部。