一种Ka波段的相控阵天线及其自校准方法

摘要

本发明公开了一种Ka波段的相控阵天线，包括天线组件和TR组件，由所述TR组件中包括的多个TR模块构成对应天线组件的收发通道；还包括馈电网络和信道组件；还包括接收外部的波束指向信息并控制天线组件和TR组件调整波束参数的波控组件；所述天线组件包括多个子阵，由波控组件控制部分子阵连续收发或全子阵收发。本发明贯彻了模式设计思路，在各部件都进行了模块化设计，利用这些共用模块可以迅速实现一维/二维有源相控阵天线的搭建。

权利要求

1.一种Ka波段的相控阵天线，其特征在于：包括天线组件和TR组件，由所述TR组件中包括的多个TR模块构成对应天线组件的收发通道；

还包括馈电网络和信道组件；

当所述信道组件接收到输入信号后变频转换成射频信号并通过馈电网络分配进入对应的TR模块中，并由TR模块经过相位、幅度调整后由天线组件发出；

当所述天线组件接收到回波信号通过TR组件处理后经过馈电网络进入信道组件，并由信道组件向外输出；

还包括接收外部的波束指向信息并控制天线组件和TR组件调整波束参数的波控组件；

所述天线组件包括多个子阵，由波控组件控制部分子阵连续收发或全子阵收发；

所述天线组件等分为四个子阵，其中在连续收发模式下控制至少一组子阵工作；

在连续收发模式下所述四个子阵中的任意两个同时进行收发工作；而剩下两个中一个进行接收工作，另一个进行发射工作；

所述馈电网络中包括连接所有子阵的全阵和差器。

2.根据权利要求1所述的一种Ka波段的相控阵天线，其特征在于：所述天线组件包括多个阵列排布的二维的天线单元，多个相邻的所述天线单元构成子阵。

3.根据权利要求2所述的一种Ka波段的相控阵天线，其特征在于：天线为模块化一体式装配结构，包括用于固定模块的天线板、支撑块以及天线罩，所述天线板、支撑块以及天线罩依次连接形成一体式外壳结构；

所述TR组件和信道组件均采用独立壳体内置电路外置接口的方式形成单独的模块，并依次贴合安装在所述一体式外壳内；

所述馈电网络和波控组件集成在同一壳体内构成波分组件；

所述天线组件设置在天线板上，所述天线罩底部设有开口并在开口处设有散热板。

4.根据权利要求3所述的一种Ka波段的相控阵天线，其特征在于：所述波控组件内设有电源模块和波束控制，所述信道组件上设有供电接口并通过可拆线路将供电电流传递至电源模块内，并通过电源模块给波束控制、TR模块和信道组件供电。

5.根据权利要求3所述的一种Ka波段的相控阵天线，其特征在于：所述TR模块为扇形结构，多个所述TR模块等圆心角排列且通过所述支撑块扣合夹持形成圆盘形状的TR组件。

6.根据权利要求3所述的一种Ka波段的相控阵天线，其特征在于：还包括环形器和功分器，并在所述天线组件内设有与功分器连接的串馈耦合网络，通过所述环形器连接校准激励源和校准接收机形成自校准网络实现对天线的收发自校准。

7.一种自校准方法，其特征在于：采用上述权利要求6的一种Ka波段的相控阵天线，具体方法如下：

G1.首先通过近场校准方式获得各天线单元真实的幅度和相位分布；

G2.根据获得的真实的幅度和相位分布数据对各天线单元进行幅相补偿；

G3.通过设有的自校准网络进行校准，得到天线单元的标准幅相分布矩阵[Dc]；

G4.在天线工作时通过自校准网络进行自校准并得到天线单元的真实幅相分布矩阵[Dc]’；

G5.通过计算得到误差修正矩阵[Cal]=[Dc]’‑[Dc]，使用误差修正矩阵对天线组件进行再次修正，得到自校准后的幅相数据完成自校准过程。

说明书

一种Ka波段的相控阵天线及其自校准方法

技术领域

[0001] 本发明属于射频天线技术领域，具体涉及一种Ka波段的相控阵天线及其自校准方法。

背景技术

[0002] 相控阵天线指的是通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。在特殊情况
下，也可以控制副瓣电平、最小值位置和整个方向图的形状，例如获得余割平方形方向图和
对方向图进行自适应控制等。用机械方法旋转天线时，惯性大、速度慢，相控阵天线克服了
这一缺点，波束的扫描速度高。该天线的馈电相位一般用电子计算机控制，相位变化速度快
(毫秒量级)，即天线方向图最大值指向或其他参数的变化迅速。这是相控阵天线的最大特
点。

[0003] 现有的相控阵天线主要包括天线阵、馈电网络和波束控制器三个部分，其中的天线阵主要以二维的平面天线结构为主，通过多个阵元共用一个移相器的方式来尽可能简化
结构，并通过馈电网络完成移相过程，从而补偿同一信号到达各个不同阵元而成的时间差，
使天线阵的输出同相叠加达到最大。一旦信号方向发生变化，只要通过调整移相器的相移
量就可使天线阵波束的最大指向做相应变化，从而实现波束扫描和跟踪。但因为现有的相
控阵天线大都采用全阵脉冲收发的方式，不仅功耗较高，且使用寿命较低。

发明内容

[0004] 为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种Ka波段的相控阵天线，通过同时具有全阵脉冲和连续波收发的方式同时兼具功耗和性能，且通过模块化设计思路进行组
装，则多个模块可在不同的天线组件中应用更换。

[0005] 本发明所采用的技术方案为：

[0006] 一种Ka波段的相控阵天线，包括天线组件和TR组件，由所述TR组件中包括的多个TR模块构成对应天线组件的收发通道；

[0007] 还包括馈电网络和信道组件；

[0008] 当所述信道组件接收到输入信号后变频转换成射频信号并通过馈电网络分配进入对应的TR模块中，并由TR模块经过相位、幅度调整后由天线组件发出；

[0009] 当所述天线组件接收到回波信号通过TR组件处理后经过馈电网络进入信道组件，并由信道组件向外输出；

[0010] 还包括接收外部的波束指向信息并控制天线组件和TR组件调整波束参数的波控组件；

[0011] 所述天线组件包括多个子阵，由波控组件控制部分子阵连续收发或全子阵收发。

[0012] 整个天线的收发原理如下：

[0013] 发射状态下，发射中频输入信号进入信道模块组件，经上变频电路转换成射频信号，经全阵馈电网络按照比例进行分配，然后进入到多个不同子阵。每一个子阵是一个可独
立工作的二维有源相控阵子系统。进入子阵的发射射频信号首先经过子阵馈电网络进行分
配，分配后的射频信号进入单个TR通道的发射链路，经过相位/幅度调整电路，保证每个发
射通路的等幅同相，最后射频信号通过功放放大后经阵列天线单元辐射出去，通过相控阵
合成为较窄的发射波束，完成目标照射。

[0014] 在接收状态下，目标回波信号经天线单元进入接收通道，依次经过低噪放、移相器、衰减器进行信号的放大、幅相调整等工作，使各路接收信号在TR模块内的接收通道中具
有加权同相输出。然后每路接收信号进入馈电网络与和差器部分，形成全阵的和信号、方位
差、俯仰差射频输出给信道模块。最后三路全阵的和差差信号经过信道模块的放大、变频、
滤波以及AGC控制后给出三路和差差的中频信号输出给信号处理模块。

[0015] 其中，波控组件的原理如下：

[0016] 相控阵天线在接收到信号处理机发送过来的波束指向信息之后，由FPGA 作为核心处理单元，完成对所有天线单元布相信息的解算，并量化为数字控制码按指定顺序下发
到模块中，其中收发波束指向不同，校准数据不同。模块中移相衰减芯片采用并行接口控
制，并在每个天线单元的移相器和衰减器的上一级连接专用串并转换芯片，用于把波控发
送过来的串行数字码转换成并行控制线对天线单元的移相器和衰减器进行控制。

[0017] 进一步的，所述天线组件包括多个阵列排布的二维的天线单元，多个相邻的所述天线单元构成子阵。

[0018] 进一步的，所述天线组件等分为四个子阵，其中在连续收发模式下控制至少一组子阵工作。

[0019] 进一步的，在连续收模式下所述四个子阵中的任意两个同时进行收发工作；而剩下两个中一个进行接收工作，另一个进行发射工作。

[0020] 进一步的，天线为模块化一体式装配结构，包括用于固定模块的天线板、支撑块以及天线罩，所述天线板、支撑块以及天线罩依次连接形成一体式外壳结构；

[0021] 所述TR组件和信道组件均采用独立壳体内置电路外置接口的方式形成单独的模块，并依次贴合安装在所述一体式外壳内；

[0022] 所述馈电网络和波控组件集成在同一壳体内构成波分组件；

[0023] 所述天线组件设置在天线板上，所述天线罩底部设有开口并在开口处设有散热板。

[0024] 进一步的，所述波控组件内设有电源模块和波束控制，所述信道组件上设有供电接口并通过可拆线路将供电电流传递至电源模块内，并通过电源模块给波束控制、TR模块
和信道组件供电。

[0025] 进一步的，所述TR模块为扇形结构，多个所述TR模块等圆心角排列且通过所述支撑块扣合夹持形成圆盘形状的TR组件。

[0026] 进一步的，所述馈电网络中包括连接所有子阵的全阵和差器。

[0027] 进一步的，还包括环形器和功分器，并在所述天线组件内设有与功分器连接的串馈耦合网络，通过所述环形器连接校准激励源和校准接收机形成自校准网络实现对天线的
收发自校准。

[0028] 一种自校准方法，采用上述的一种Ka波段的相控阵天线，具体方法如下：

[0029] G1.首先通过近场校准方式获得各天线单元真实的幅度和相位分布；

[0030] G2.根据获得的真实的幅度和相位分布数据对各天线单元进行幅相补偿；

[0031] G3.通过设有的自校准网络进行校准，得到天线单元的标准幅相分布矩阵 [Dc]；

[0032] G4.在天线工作时通过自校准网络进行自校准并得到天线单元的真实幅相分布矩阵[Dc]’；

[0033] G5.通过计算得到误差修正矩阵[Cal]＝[Dc]’‑[Dc]，使用误差修正矩阵对天线组件进行再次修正，得到自校准后的幅相数据完成自校准过程。

[0034] 本发明的有益效果为：

[0035] 本发明贯彻了模式设计思路，在各部件都进行了模块化设计，利用这些共用模块可以迅速实现一维/二维有源相控阵天线的搭建。并通过连续波模式和脉冲模式的模式切
换；可以共用信道模块中的发射上变频支路和三路接收下变频支路，简化信道模块的设计。

附图说明

[0036] 图1是本发明的架构图；

[0037] 图2是本发明的TR组件的架构图；

[0038] 图3是本发明的在连续波收发状态下的信号发射的架构图；

[0039] 图4是本发明的在全阵脉冲收发状态下的信号发射的架构图；

[0040] 图5是本发明的全阵脉冲发射信号传递的路径分布示意图；

[0041] 图6是本发明子阵一和子阵四中的每个单元的点对点隔离度测试图；

[0042] 图7是本发明子阵一和子阵四中的点对阵隔离度测试图；

[0043] 图8是本发明子阵一和子阵四中的阵对阵隔离度测试图；

[0044] 图9是本发明的自校准电路原理图；

[0045] 图10是本发明实施例2中天线阵面的子阵分区图；

[0046] 图11是本发明实施例3中天线阵面的子阵分区图；

[0047] 图12是本发明实施例4中的装配结构示意图；

[0048] 图13是本发明实施例4中的拆分结构示意图；

[0049] 图14是本发明实施例4中的结构俯视图；

[0050] 图15是本发明实施例4中的装配结构示意图；

[0051] 图16是本发明实施例4中的拆分结构示意图。

[0052] 图中：1‑天线板，2‑天线罩，3‑支撑块，4‑天线组件，5‑TR组件，7‑波分组件，8‑信道组件，9‑散热板。

具体实施方式

[0053] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

[0054] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0055] 因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范
围。

[0056] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0057] 在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，
或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描
述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用
于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0058] 此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不
是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0059] 在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连
接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒
介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况
理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0060] 实施例1：

[0061] 本实施例中公开一种Ka波段的相控阵天线，如图1的架构图所示，主要包括天线组件4、TR组件5、馈电网络和信道组件8，由所述TR组件5中包括的多个TR模块构成对应天线组
件4的收发通道；

[0062] 当所述信道组件8接收到输入信号后变频转换成射频信号并通过馈电网络分配进入对应的TR模块中，并由TR模块经过相位、幅度调整后由天线组件4 发出；当所述天线组件
4接收到回波信号通过TR组件5处理后经过馈电网络进入信道组件8，并由信道组件8向外输
出；还包括接收外部的波束指向信息并控制天线组件4和TR组件5调整波束参数的波控组
件；所述天线组件4包括多个子阵，由波控组件控制部分子阵连续收发或全子阵收发。

[0063] 其中，天线组件4包括多个阵列排布的二维的天线单元，多个相邻的所述天线单元构成子阵。

[0064] 而TR组件5由多个TR模块组成，每个TR模块均对应多个天线组件4中的天线单元。本实施例中的相控阵天线为瓦片式天线，而每个TR模块由开关、低噪放、接收驱动放大器、
开关、发射驱动放大器、功放、幅相多功能芯片组成，完成收发信号的幅相调整和放大功能。

[0065] 实施例2：

[0066] 本实施例同样公开一种Ka波段的相控阵天线，架构同样如图1所示，主要包括天线阵面、多个TR模块、馈电网络、波束控制(集成在波束控制内的电源模块)和信道模块组成。
其中本实施例中的信道模块组件作为整个天线的接口端，设有控制接口、射频接口和供电
接口。

[0067] 其中射频信号通过射频接口进入信道模块中，由信道模块中的上变频电路转换后，直接通过全阵馈电网络进行分配进入对应的TR模块，再通过TR模块中的发射链路经过
相位/幅度调整电路，保证每个发射通路的等幅同相，最后再通过功放放大后从阵列天线单
元向外辐射。

[0068] 同样的，接受是在回波信号经天线单元进入接收通道，依次经过低噪放、移相器、衰减器进行信号的放大、幅相调整等工作，使各路接收信号在TR通道中具有加权同相输出。
然后每路接收信号进入馈电网络与和差器部分，形成全阵的和信号、方位差、俯仰差射频输
出给信道模块。最后三路全阵的和差差信号经过信道模块的放大、变频、滤波以及AGC控制
后给出三路和差差的中频信号输出给信号处理模块。

[0069] 其中，如图10所示，本实施例中的天线阵面等分为四个子阵，其中在连续收发模式下控制至少一组子阵工作。

[0070] 而且，在连续收模式下所述四个子阵中的任意两个同时进行收发工作；而剩下两个中一个进行接收工作，另一个进行发射工作。

[0071] 在图1和图2中可以看到，本实施例中所采用的是具有240个阵元的圆形天线阵面，而每个TR模块包括40个通道，则总共六组。图2是每个TR模块的架构图和内部结构示意图；
而每个子阵是以天线阵面的中心位置分割为四块具有相同单元数量的部分，正面四象限进
行分类，作为子阵一、子阵二、子阵三和子阵四。

[0072] 在连续波工作模式下，采用的是子阵一连续发射，子阵三连续接收，而子阵二、四关电不工作。在图3中展示了本实施例中信号发射的架构图，也是在连续波模式下。

[0073] 在收发同时工作的场景，通过控制模式选择开关SW1‑SW4的选通，将脉冲工作模式与连续波工作模式进行切换。子阵一处于连续发射状态，发射中频信号经信道模块上变频
后通过开关SW1直接切换到子阵一的馈电网络中(不经过全阵和差器)，然后信号经过1:60
的分配到子阵一的60个发射通道中，经每个通道的幅相调整后通过功放放大输出给天线，
完成子阵一的连续发射。

[0074] 子阵三处于连续接收状态，目标回波信号通过子阵三的天线辐射单元进入接收通道，经过接收通道的放大、幅相调整等工作，使各路接收信号在TR模块中具有加权同相输
出，然后经过子阵三的和差器后输出三路和差差信号，然后通过SW2、SW3、SW4切换连接至信
道模块的三路接收下变频，然后下变为三路中频输出给信号处理板。

[0075] 连续波模式和脉冲模式中通过上述的SW1‑SW4四路开关完成模式切换；从而可共用信道模块中的发射上变频支路和三路接收(∑、ΔH、ΔV)下变频支路，简化信道模块的设
计。

[0076] 如图4和图5所示，在该天线全阵处于脉冲发射状态时，发射中频输入信号输入，经过信道的发射上变频链路的两次上变频和放大滤波处理后输出全阵和差器，再由全阵和差
器以及功分网络将信号分配至全阵240个阵元通道内，经过每个阵元发射通道内的幅相调
整和放大后输出给天线。

[0077] 而全阵处于脉冲接收状态时，240个天线辐射阵元接收到目标回波信号，经过TR模块的接收链路中的幅相调整和放大后输出给合成网络，合成网络将各个子阵的接收到的信
号合成到一起后输出给全阵和差器，信号经和差器合成后输出给下信道的接收下变频信
号，经过下信道模块的变频、放大、滤波后输出接收中频信号给信号处理机。

[0078] 在本实施例中，处于全阵没冲接受状态时，当最大信号‑40dBm进入相控阵天线，全阵有240个天线阵元，然后天线阵列分成‑65dBm进入每个接收通道；大信号输入时，下信道
模块内启用AGC控制，衰减48dB，输出中频信号幅度‑ 7dBm。

[0079] 在本实施例中，处于全阵没冲接受状态时，当最大回波信号按到天线阵面‑ 40dBm，进入每个阵元的信号为‑59dBm＝‑40‑10log(60)(接收子阵共60个阵元)。经TR接收
链路接收放大后，通过子阵合成网络与子阵和差器合成后进入下变频通道，此时变频通道
启用AGC＝48dB，输出中频信号‑2.5dBm左右。

[0080] 由于本实施例中采用连续波收发模式和全阵脉冲收发模式，故需要对每个子阵进行参数测试，验证其四象限分隔方式是否可行。则在连续波收发模式下，通过测试每个子阵
的隔离度≥30dB，达到标准，具体测试结构如图6‑8所示，其中图6为子阵一和子阵四中的每
个单元的点对点隔离度，具体点对点架构如下表所示，其中的每个单元格对应天线阵面的
最小单元，则图6中是展示A1‑ B1、A2‑B2、、、A26‑B26的点对点隔离度。

[0081] 同样的，图7是表示点对阵的隔离度测试，而图8则为阵对阵的隔离度测试结果。通过测试和后期分析，认为四个类矩形等分子阵结构下，采用连续波发射的方式最佳。

[0082] 实施例3：

[0083] 本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化限定，首先将原本的本实施例中的天线阵面等分为六个子阵，如图11所示，其中在连续收发模式下控制至少一组子阵工作。相
较于上述实施例2中，本实施例针对每个子阵均单独布置有一个TR模块对应，从而达到较好
的控制效果。

[0084] 而且，在连续收模式下所述六个子阵中的任意两个同时进行收发工作；而剩下四个中一个进行接收工作，另一个进行发射工作，剩下两个不工作。或者两个同时收发，剩下
四个两个接受两个发送。其中在天线中还设有单独的自校准网络，因其应用背景中较高的
指向精度要求，考虑到产品安装到平台上之后，随着使用时间的积累及使用环境的不断变
化，可能会存在累积的阵元幅相误差，影响指向精度。因此，需要在产品中设计自校准电路，
以达到阵元幅相实时或定期修正的目的。

[0085] 自校准电路原理如图9所示，天线里内置了20个串馈耦合网络，每个串馈耦合网络含有12个耦合口，以此来完成240个阵元的校准信号耦合。在阵面校准发射链路时，阵面发
射工作，发射信号从天线内的串馈耦合网络的耦合口耦合输出经1:20的功分器至校准口，
然后经环行器输出值校准接收机完成发射链路的校准。反之校准接收通路时，阵面接收工
作，有校准激励源产生校准信号，经环行器输出值校准口，之后经1:20的功分器分配至20个
串馈耦合网路，再有串馈耦合网络的耦合口耦合至接收TR模块的接收通路，经阵面的接收
系统闭环实现接收校准。

[0086] 同时，本实施例公开一种自校准方法：

[0087] STEP1：通过近场校准方式，将整个阵面各阵元校准至等相位面；

[0088] STEP2：通过各阵元真实幅相分布对阵面进行补偿，得到等相位面，如图3‑ 11所示；

[0089] STEP3：在于近场校准相同的温度及使用状态下，通过内馈校准网络，对每个阵元标准的幅相数据集，得到标准分布矩阵[Dc]；

[0090] STEP4：在正常使用状态，需要进行自校准的情况下，利用内馈校准网络采集幅相数据，得到当前各阵元实际幅相分布矩阵[Dc]’；

[0091] STEP5：通过计算得到误差修正矩阵[Cal]＝[Dc]’‑[Dc]，使用误差修正矩阵对阵面进行再次修正，得到自校准后的幅相数据，自校准过程完成。

[0092] 实施例4：

[0093] 本实施例是在上述实施例3的基础上进一步优化限定，其中，如图12‑16所示，本实施例中的天线为模块化一体式装配结构，包括用于固定模块的天线板1、支撑块3以及天线
罩2，所述天线板1、支撑块3以及天线罩2依次连接形成一体式外壳结构；所述TR组件5和信
道组件8均采用独立壳体内置电路外置接口的方式形成单独的模块，并依次贴合安装在所
述一体式外壳内；所述天线组件4设置在天线板1上，所述天线罩2底部设有开口并在开口处
设有散热板9。

[0094] 其中，馈电网络和波控组件集成在同一壳体内构成波分组件7。

[0095] 波控组件内设有电源模块和波束控制，所述信道组件8上设有供电接口并通过可拆线路将供电电流传递至电源模块内，并通过电源模块给波束控制、TR 模块和信道组件8
供电。

[0096] TR模块并排贴合且通过所述支撑块3扣合夹持形成TR组件5。而馈电网络中包括连接所有子阵的全阵和差器。

[0097] 在本实施例中，天线单元采用单馈点微带天线，为了降低单元间互耦在每个单元周围加了一圈接地通孔，单元尺寸为5.77mm×5mm，厚度0.762mm。

[0098] 而每个TR模块为扇形的组装芯片，内部以扇形分布，内置总共40个TR 通道。这样的设计可以减少TR模块的控制与供电接口，每40个通道可共用1 个控制接口与1个供电接
口，在整阵组装时组装复杂度降低一半。

[0099] 根据接收/发射链路预算，接收链路增益为28dB，输入P‑1为‑33dBm，常温噪声系数为3.2dB。发射链路增益为28dB，发射输入电平为‑10dBm。各部分链路电平设计合理，输入电
平适当，可有效避免链路自激，适合相控阵面使用。

[0100] 当阵面处于连续波工作模式时，由天线仿真结果可知，最近的天线阵元间的耦合度大于30dB。而此时连续发射子阵的单通道输出功率衰减为‑18dBm，耦合到最近阵元的最
大信号为‑30dbm，该信号进入接收链路是为‑48dBm经过第一级LNA放大后输出‑28dBm，进入
第二级DPA的信号幅度为‑8dbm，因此泄露信号不会饱和。

[0101] 本实施例中的馈电网络有三级组成：第一级馈电网络在TR模块内部，将4 个TR通道合成1个馈电口，整个40TR模块会有10个馈电口，以满足在子阵内实现和差接收的功能。

[0102] 第二级馈电网络，用子阵内的20个TR模块馈电接口，每5个接口做5:1 合成，形成4个子阵象限，再把4个子阵象限的信号做和差器，形成子阵的和接口、方位差接口、俯仰差接
口。调频连续波模式中定义的是子阵一和子阵二发，子阵三和子阵四接收。为了简化电路，
子阵一/二只形成了和接口，子阵三 /四则形成了完整的和差差接口。

[0103] 第三级馈电网络针对脉冲模式与调频连续波模式做了不同的电路。在脉冲模式下，四个子阵的和接收进入全阵和差器，形成全阵的和、方位差、俯仰差输出。

[0104] 在调频连续波模式下，子阵一的和接收经过模式切换开关后，作为发射线性调频信号的输入口。子阵三的和接收仍然进入全阵和差器，接收连续波信号，送入信道模块。子
阵三的方位差、俯仰差经过模式切换开关，分别合成为一路子阵方位信号、一路子阵俯仰差
信号，送入信道模块。

[0105] 在本实施例中，电源模块由接口电路、EMI滤波、浪涌抑制、电源模块转换电路组成，电源模块接收到外部供电输入后，转换成+9V、+5V、+4V、‑5V等一系列电源，分别给波束
控制、TR模、信道模块供电。

[0106] 而其中的波控组件中的核心部件即为波束控制，当相控阵天线在接收到信号处理机发送过来的波束指向信息之后，由FPGA作为核心处理单元，完成对所有天线单元布相信
息的解算，并量化为数字控制码按指定顺序下发到模块中，其中收发波束指向不同，校准数
据不同。模块中移相衰减芯片采用并行接口控制，并在每个天线单元的移相器和衰减器的
上一级连接专用串并转换芯片，用于把波控发送过来的串行数字码转换成并行控制线对天
线单元的移相器和衰减器进行控制。

[0107] 其中每4个天线单元组成1个1×4的TR组件5，共包含4片串并转换芯片，在连接到波控板时，4个串并转换芯片采用独立的DATA信号，复用CLK、 EN、TR、DARY、TORR和SEL信号
串行控制。

[0108] 因天线单元需要通道校准，每个TR组件5采用8根离散信号线分别对4 个天线单元的接收和发射进行独立控制。

[0109] 因不同的天线单元的初始相位并不相同，所以需要对天线整机进行校准，使全部天线单元的初始相位形成等相位面。

[0110] 值得说明的是，其中的信道模块即为信道组件8，而天线阵面即为天线组件 4，波束控制属于波控组件中的主要功能模块，在实施例中对于其科技术语进行转换，采用现有
技术中通用的指代方式能够较为直观的反应该结构的特点。

[0111] 本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护
范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。