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瓦片式相控陣天線

 fredli1964 2019-04-12
Ka頻段衛(wèi)星通信相控陣天線子陣

        Ka頻段衛(wèi)星通信相控陣天線子陣包含接收子陣和發(fā)射子陣兩種產品。子陣均采用16×16通道的架構方式,將天線、收發(fā)芯片、電源轉換和波束控制集成在同一張PCB上。采用自研的四合一CMOS多功能芯片分別集成接收通道和發(fā)射通道,單通道集成幅相控制與信號放大。收發(fā)天線子陣除了實現(xiàn)每個通道的功率分配、幅相控制、增益放大功能外,集成了子陣的波束解算功能。
        整個天線與通道全部集成在同一張PCB板上,且多功能芯片采用封裝的形式進行表貼安裝,降低了裝配難度,降低了成本。
       子陣采用3.3V供電的方式實現(xiàn)內部各通道電源,子陣對外通信采用SPI協(xié)議來進行指令傳遞與數據的傳輸。子陣配備波控緩存器,提前預置波控碼,采用全局加載信號進行加載控制減小波束轉換時間。


技術指標
接收天線子陣   發(fā)射天線子陣  
工作體制 連續(xù)波 工作體制 連續(xù)波
工作狀態(tài) 線性 工作狀態(tài) P-1dB
子陣規(guī)模 16×16,7.5mm×7.5mm 子陣規(guī)模 16×16,5mm×5mm
工作頻率 19.6GHz~21.2GHz 工作頻率 29.4GHz~31GHz
G/T值 ≥-3dB/K(法向,常溫) 發(fā)射激勵功率 10±2.5dBm
極化方式 左右旋/實時切換 EIRP(法向) ≥54dBm(常溫)
功耗 ≤15W 雜散抑制 ≥60dB
天線軸向比 <3dB 功耗 ≤20W
    天線極化 左/右旋圓極化實時切換
    天線軸向比 <3dB
       
其他指標      
外形尺寸 120mm×150mm×3.5mm  
重量 ≤300g    

Ka頻段雙極化瓦片式相控陣天線
        Ka頻段雙極化瓦片式相控陣天線集成了天線陣面、TR通道、波控模塊、散熱模塊、電源模塊和饋電網絡。采用自研硅基多功能芯片結合砷化鎵TR芯片的方式實現(xiàn)毫米波信號與數字控制部分的集成,同時采用混合封裝的方式將TR芯片與多功能芯片集成一體,實現(xiàn)表貼的安裝方式。天線與TR通道部分集成在同一張PCB上,降低了裝配難度和實現(xiàn)成本。天線面采用微帶雙極化天線實現(xiàn),整個相控陣可以實現(xiàn)收發(fā)分時雙極化的功能。天線接收部分采用多通道的架構,整個陣面分成多個子陣用于后端實現(xiàn)DBF。
        天線采用56V供電的方式來轉換成內部各通道電源,對外通信采用SPI協(xié)議來進行指令傳遞與數據的傳輸,配備波控緩存器,提前預置波控碼,采用全局加載信號進行加載控制減小波束轉換時間。



技術指標
工作頻段 Ka±2GHz
極化方式 水平垂直分時雙極化
EIRP(法向) ≥64dBW@27dBm激勵(含天線罩)
G/T 6.2dB/K
接收加權 ≤-30dB(第一副瓣)
方位向掃描覆蓋 ±45°,掃描增益下降≤3.5dB
俯仰向掃描覆蓋 ±30°,掃描增益下降≤2dB
波束切換時間 ≤100μs(包括指令傳輸時間和解算時間)
收發(fā)切換時間 ≤0.3μs
電源及功耗 ≤56V/25A
   
其他指標  
外形尺寸 400mm×300mm×45mm
重量 ≤10KG

Ka頻段低成本相控陣天線
        Ka頻段低成本相控陣天線集成了天線陣面、TR通道、波控模塊、電源模塊和和差網絡。采用自研硅基多功能芯片結合砷化鎵TR芯片的方式實現(xiàn)毫米波信號與數字控制部分的集成,同時采用混合封裝的方式將TR芯片與多功能芯片集成一體,實現(xiàn)表貼的安裝方式。天線與TR通道部分集成在同一張PCB上,降低了裝配難度和實現(xiàn)成本。同時,整個組件采用高密度與高可靠性封裝技術進行集成,可以實現(xiàn)高過載下的應用。
       天線采用12V供電的方式實現(xiàn)內部各通道電源,對外通信采用SPI協(xié)議來進行指令傳遞與數據的傳輸,配備波控緩存器,提前預置波控碼,采用全局加載信號進行加載控制減小波束轉換時間。


技術指標        
工作頻段 35GHz±2GHz(Ka頻段)
極化方式 垂直線極化
波束掃描范圍 ±30°,旋轉角0-360°
天線增益 29dB
掃描波束降低 ≤1.5dB@±30°
半功率波束寬度 俯仰,方位:6.5°±0.5°
波束躍度 ≤0.2°
波束控制精度 ≤0.1(1σ)
波束切換時間 ≤50μs
發(fā)射EIRP值(法向) ≥62dBm
接收G/T值(法向) ≥-5dB/K
使用最大占空比 30%
   
其他指標  
外形尺寸 ?85mm×26mm
重量 ≤350g
                                                                            

Ku頻段一維相控陣天線

        Ku頻段一維相控陣天線主要實現(xiàn)信號的產生與定向放大,以及信號定向接收并實現(xiàn)放大和變頻。整個天線包含天線陣面、TR組件、波束控制、電源轉換、變頻模塊和信號產生模塊。
        天線陣面采用一維相掃與機掃結合的方式實現(xiàn)空間的波束指向。通過SPI協(xié)議與后端處理機進行數據通信,完成陣面工作模式與指向的切換。整個陣面采用可以實現(xiàn)交流或直流單電源供電,使用方便。陣面采用輕薄化設計,便于外出攜帶。



技術指標
工作頻率范圍 16G±0.5GHz
極化方式 垂直線極化
波束掃描范圍 電掃:方位面:≥±45°,俯仰面不掃描        機掃:方位面:0~360°,俯仰面:-10°~30°
半功率波束寬度 (不加權)俯仰3.7°±0.4°,方位:1.8°±0.4°
波束切換時間 ≤50μs
收發(fā)切換時間 ≤0.1μs(不含延遲時間)
天線有效增益 ≥35dB
發(fā)射EIRP值(法向) ≥72dBm
接收通道噪聲系數 ≤4dB
差方向圖零深 ≥30dB
和端口駐波系數 ≤1.8
差端口駐波系數 ≤1.5(設計保證)
使用占空比 25%
供電要求 電源:12V/2A,波控電源:12V/0.7A
   
其他指標  
外形尺寸 700mm×370mm×60mm
重量 ≤18Kg

Ku頻段射頻天線分機

        Ku頻段射頻天線分機包括天線模塊、變頻模塊、散熱模塊。天線模塊包括一個發(fā)射天線和16個接收天線,發(fā)射天線覆蓋范圍俯仰向40°,方位向3°;接收天線覆蓋范圍俯仰向12°,方位向3°。變頻組件主要完成信號變頻和功率放大,完成雷達回波接收信號的放大、變頻、濾波和幅度調整。頻率源為各模塊提供相參時鐘源。


技術指標
發(fā)射指標   接收指標  
輸入中頻信號帶寬 600MHz 輸入頻率范圍 14.3±0.3GHz
輸入信號功率 -12±1dBm 噪聲系數 ≤4dB
輸出頻率范圍 14.3±0.3GHz 信號寬帶(1dB) ≥600MHz
帶內雜散和諧波抑制 ≥50dBc 帶內諧波雜波抑制 優(yōu)于45dBc
輸出功率 ≥40dBm 增益 80dB±2
發(fā)射功率穩(wěn)定度 優(yōu)于0.5dBm 衰減范圍 40dB
帶內幅頻特性 ≤1.0dB 衰減步進 2dB
帶內相位起伏 ≤±15° 中頻信號帶內幅頻特性 ≤1dB
    幅度一致性 優(yōu)于0.5dB
    相位一致性 優(yōu)于10°
       
其他指標      
外形尺寸 400mm×200mm×90mm  
重量 ≤9Kg    

相控陣TR組件
        Ku頻段16通道收發(fā)組件由收發(fā)通道、控制模塊、電源模塊和結構件組成。采用CMOS SOC芯片結合砷化鎵芯片的方式來實現(xiàn)瓦片式結構,每通道收發(fā)具備獨立的移相和衰減控制。通道9.5mm間距且按照氣密封裝的方式進行設計。產品對外通過±5V供電;通信接口采用SPI協(xié)議進行數據傳輸,完成組件的幅相控制和供電控制。采用模塊化思路簡化設計、外形規(guī)則,可以任意擴展;采用四合一多功能芯片實現(xiàn)數字和模擬電路集成,組件集成度高,實現(xiàn)瓦片式結構,便于與平臺共形;采用自主研制芯片,解決國產化與低成本問題,采用CMOS工藝提高集成度,減少芯片數量,降低成本,提高組件可靠性。可應用于彈載、機載、車載以及航天等平臺的相控陣天線中。


技術指標
T/R模塊規(guī)模 4×4
工作頻率 16±2GHz
接收通道凈增益 ≥18dB
噪聲系數 ≤4dB
接收通道相位穩(wěn)定性 ≤±3°
單通道發(fā)射功率 ≥50mW(可擴展)
發(fā)射通道間功率一致性 ≤±1dB
發(fā)射通道相位穩(wěn)定性 ≤±3°
衰減指標 0~31.5dB,6位,步進0.5dB
移相指標 6位,5.625°步進,精度(RMS):≤3°
   
其他指標  
外形尺寸 37mm×37mm×18mm
重要 ≤45g

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