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瓦片式相控陣天線(xiàn)

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

        Ka頻段衛(wèi)星通信相控陣天線(xiàn)子陣包含接收子陣和發(fā)射子陣兩種產(chǎn)品。子陣均采用16×16通道的架構(gòu)方式,將天線(xiàn)、收發(fā)芯片、電源轉(zhuǎn)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(hào)放大。收發(fā)天線(xiàn)子陣除了實(shí)現(xiàn)每個(gè)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(gè)天線(xiàn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)內(nèi)部各通道電源,子陣對(duì)外通信采用SPI協(xié)議來(lái)進(jìn)行指令傳遞與數(shù)據(jù)的傳輸。子陣配備波控緩存器,提前預(yù)置波控碼,采用全局加載信號(hào)進(jìn)行加載控制減小波束轉(zhuǎn)換時(shí)間。


技術(shù)指標(biāo)
接收天線(xiàn)子陣   發(fā)射天線(xiàn)子陣  
工作體制 連續(xù)波 工作體制 連續(xù)波
工作狀態(tài) 線(xiàn)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(lì)功率 10±2.5dBm
極化方式 左右旋/實(shí)時(shí)切換 EIRP(法向) ≥54dBm(常溫)
功耗 ≤15W 雜散抑制 ≥60dB
天線(xiàn)軸向比 <3dB 功耗 ≤20W
    天線(xiàn)極化 左/右旋圓極化實(shí)時(shí)切換
    天線(xiàn)軸向比 <3dB
       
其他指標(biāo)      
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(xiàn)
        Ka頻段雙極化瓦片式相控陣天線(xiàn)集成了天線(xiàn)陣面、TR通道、波控模塊、散熱模塊、電源模塊和饋電網(wǎng)絡(luò)。采用自研硅基多功能芯片結(jié)合砷化鎵TR芯片的方式實(shí)現(xiàn)毫米波信號(hào)與數(shù)字控制部分的集成,同時(shí)采用混合封裝的方式將TR芯片與多功能芯片集成一體,實(shí)現(xiàn)表貼的安裝方式。天線(xiàn)與TR通道部分集成在同一張PCB上,降低了裝配難度和實(shí)現(xiàn)成本。天線(xiàn)面采用微帶雙極化天線(xiàn)實(shí)現(xiàn),整個(gè)相控陣可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)分時(shí)雙極化的功能。天線(xiàn)接收部分采用多通道的架構(gòu),整個(gè)陣面分成多個(gè)子陣用于后端實(shí)現(xiàn)DBF。
        天線(xiàn)采用56V供電的方式來(lái)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部各通道電源,對(duì)外通信采用SPI協(xié)議來(lái)進(jìn)行指令傳遞與數(shù)據(jù)的傳輸,配備波控緩存器,提前預(yù)置波控碼,采用全局加載信號(hào)進(jìn)行加載控制減小波束轉(zhuǎn)換時(shí)間。



技術(shù)指標(biāo)
工作頻段 Ka±2GHz
極化方式 水平垂直分時(shí)雙極化
EIRP(法向) ≥64dBW@27dBm激勵(lì)(含天線(xiàn)罩)
G/T 6.2dB/K
接收加權(quán) ≤-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(shí)間 ≤100μs(包括指令傳輸時(shí)間和解算時(shí)間)
收發(fā)切換時(shí)間 ≤0.3μs
電源及功耗 ≤56V/25A
   
其他指標(biāo)  
外形尺寸 400mm×300mm×45mm
重量 ≤10KG

Ka頻段低成本相控陣天線(xiàn)
        Ka頻段低成本相控陣天線(xiàn)集成了天線(xiàn)陣面、TR通道、波控模塊、電源模塊和和差網(wǎng)絡(luò)。采用自研硅基多功能芯片結(jié)合砷化鎵TR芯片的方式實(shí)現(xiàn)毫米波信號(hào)與數(shù)字控制部分的集成,同時(shí)采用混合封裝的方式將TR芯片與多功能芯片集成一體,實(shí)現(xiàn)表貼的安裝方式。天線(xiàn)與TR通道部分集成在同一張PCB上,降低了裝配難度和實(shí)現(xiàn)成本。同時(shí),整個(gè)組件采用高密度與高可靠性封裝技術(shù)進(jìn)行集成,可以實(shí)現(xiàn)高過(guò)載下的應(yīng)用。
       天線(xiàn)采用12V供電的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)部各通道電源,對(duì)外通信采用SPI協(xié)議來(lái)進(jìn)行指令傳遞與數(shù)據(jù)的傳輸,配備波控緩存器,提前預(yù)置波控碼,采用全局加載信號(hào)進(jìn)行加載控制減小波束轉(zhuǎn)換時(shí)間。


技術(shù)指標(biāo)        
工作頻段 35GHz±2GHz(Ka頻段)
極化方式 垂直線(xiàn)極化
波束掃描范圍 ±30°,旋轉(zhuǎn)角0-360°
天線(xiàn)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(shí)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(biāo)  
外形尺寸 ?85mm×26mm
重量 ≤350g
                                                                            

Ku頻段一維相控陣天線(xiàn)

        Ku頻段一維相控陣天線(xiàn)主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的產(chǎn)生與定向放大,以及信號(hào)定向接收并實(shí)現(xiàn)放大和變頻。整個(gè)天線(xiàn)包含天線(xiàn)陣面、TR組件、波束控制、電源轉(zhuǎn)換、變頻模塊和信號(hào)產(chǎn)生模塊。
        天線(xiàn)陣面采用一維相掃與機(jī)掃結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)空間的波束指向。通過(guò)SPI協(xié)議與后端處理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,完成陣面工作模式與指向的切換。整個(gè)陣面采用可以實(shí)現(xiàn)交流或直流單電源供電,使用方便。陣面采用輕薄化設(shè)計(jì),便于外出攜帶。



技術(shù)指標(biāo)
工作頻率范圍 16G±0.5GHz
極化方式 垂直線(xiàn)極化
波束掃描范圍 電掃:方位面:≥±45°,俯仰面不掃描        機(jī)掃:方位面:0~360°,俯仰面:-10°~30°
半功率波束寬度 (不加權(quán))俯仰3.7°±0.4°,方位:1.8°±0.4°
波束切換時(shí)間 ≤50μs
收發(fā)切換時(shí)間 ≤0.1μs(不含延遲時(shí)間)
天線(xiàn)有效增益 ≥35dB
發(fā)射EIRP值(法向) ≥72dBm
接收通道噪聲系數(shù) ≤4dB
差方向圖零深 ≥30dB
和端口駐波系數(shù) ≤1.8
差端口駐波系數(shù) ≤1.5(設(shè)計(jì)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(biāo)  
外形尺寸 700mm×370mm×60mm
重量 ≤18Kg

Ku頻段射頻天線(xiàn)分機(jī)

        Ku頻段射頻天線(xiàn)分機(jī)包括天線(xiàn)模塊、變頻模塊、散熱模塊。天線(xiàn)模塊包括一個(gè)發(fā)射天線(xiàn)和16個(gè)接收天線(xiàn),發(fā)射天線(xiàn)覆蓋范圍俯仰向40°,方位向3°;接收天線(xiàn)覆蓋范圍俯仰向12°,方位向3°。變頻組件主要完成信號(hào)變頻和功率放大,完成雷達(dá)回波接收信號(hào)的放大、變頻、濾波和幅度調(diào)整。頻率源為各模塊提供相參時(shí)鐘源。


技術(shù)指標(biāo)
發(fā)射指標(biāo)   接收指標(biāo)  
輸入中頻信號(hào)帶寬 600MHz 輸入頻率范圍 14.3±0.3GHz
輸入信號(hào)功率 -12±1dBm 噪聲系數(shù) ≤4dB
輸出頻率范圍 14.3±0.3GHz 信號(hào)寬帶(1dB) ≥600MHz
帶內(nèi)雜散和諧波抑制 ≥50dBc 帶內(nèi)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(nèi)幅頻特性 ≤1.0dB 衰減步進(jìn) 2dB
帶內(nèi)相位起伏 ≤±15° 中頻信號(hào)帶內(nèi)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(biāo)      
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(jié)構(gòu)件組成。采用CMOS SOC芯片結(jié)合砷化鎵芯片的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)瓦片式結(jié)構(gòu),每通道收發(fā)具備獨(dú)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(jìn)行設(shè)計(jì)。產(chǎn)品對(duì)外通過(guò)±5V供電;通信接口采用SPI協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,完成組件的幅相控制和供電控制。采用模塊化思路簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、外形規(guī)則,可以任意擴(kuò)展;采用四合一多功能芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字和模擬電路集成,組件集成度高,實(shí)現(xiàn)瓦片式結(jié)構(gòu),便于與平臺(tái)共形;采用自主研制芯片,解決國(guó)產(chǎn)化與低成本問(wèn)題,采用CMOS工藝提高集成度,減少芯片數(shù)量,降低成本,提高組件可靠性??蓱?yīng)用于彈載、機(jī)載、車(chē)載以及航天等平臺(tái)的相控陣天線(xiàn)中。


技術(shù)指標(biāo)
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(shù) ≤4dB
接收通道相位穩(wěn)定性 ≤±3°
單通道發(fā)射功率 ≥50mW(可擴(kuò)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(biāo) 0~31.5dB,6位,步進(jìn)0.5dB
移相指標(biāo) 6位,5.625°步進(jìn),精度(RMS):≤3°
   
其他指標(biāo)  
外形尺寸 37mm×37mm×18mm
重要 ≤45g

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