瓦片式相控阵内校准关键技术设计与实现

发布时间：2025-05-04 21:27

　　相控阵天线由于高可靠性,可多波束赋形,波束扫描灵活快速等优势,在军事及民用通信领域占据越来越多的市场份额。特别是瓦片式相控阵具有重量低、体积小,易于与平台共形等亮点,已成为相控阵天线发展的主流。由于每个通道单元都具备独立的信号放大和移相功能,阵面口径越大则系统复杂度越高,这使得维护工作变得愈发困难。应XX公司的产品研发项目需求,研制了应用于某卫通平台的瓦片式相控阵天线。该相控阵安装后不便拆卸,使得射频可测试性降低。为此相对传统的相控阵天线而言,增加内校准功能,结合整机设计实现故障可发现,误差能修正的应用需求。本文首先系统的调研了瓦片式相控阵天线的原理、构成以及国内外研究情况,进行总体方案及关键技术分析、设计。其次,在毫米波瓦片式模块设计中,基于成本考虑舍弃了成熟的LTCC方案,利用多层微波板结合射频毛纽扣的方式实现垂直过渡的低成本方案。结合技术要求完成芯片选型并对模块射频链路进行了细致的评估设计。对射频过渡及馈电网络也开展了详细的仿真设计,并进行容差分析降低工程化风险。完成传统的贴片天线的单元设计基础上,在天线阵列中增加耦合馈电功能,结合模块及后端的馈电网络,形成闭合的射频通路,为实现内...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要研究内容
    1.4 本论文的结构安排
第二章 相控阵天线原理及构成
    2.1 相控阵天线原理及特点
    2.2 相控阵天线主要构成
    2.3 本章小结
第三章 方案及关键技术设计
    3.1 瓦片式相控阵总体方案
        3.1.1 总体方案设计
            3.1.1.1 阵元间距设计
            3.1.1.2 阵面规模
            3.1.1.3 收发一体化散热设计
            3.1.1.4 内校准环路
        3.1.2 组成
        3.1.3 工作模式
        3.1.4 内校准模式
    3.2 关键技术设计
        3.2.1 内校准网络
            3.2.1.1 指标要求
            3.2.1.2 内校准网络设计
        3.2.2 微带天线阵列
            3.2.2.1 单元设计
            3.2.2.2 互耦仿真
            3.2.2.3 阵列仿真
            3.2.2.4 制造工艺
        3.2.3 瓦片式模块
            3.2.3.1 设计思路
            3.2.3.2 结构方案
            3.2.3.3 芯片选型及射频链路
            3.2.3.4 射频过渡与馈电网络的设计
            3.2.3.5 电路部分互联设计
        3.2.4 波控及供电
            3.2.4.1 供电电路设计
            3.2.4.2 波控电路设计
            3.2.4.3 软件设计
    3.3 本章小结
第四章 测试验证
    4.1 测试理论
        4.1.1 天线测量技术
            4.1.1.1 远场测量技术
            4.1.1.2 中场测量技术
            4.1.1.3 压缩场测量技术
            4.1.1.4 近场测量技术
        4.1.2 相控阵天线的校准
            4.1.2.1 矩阵求逆法
            4.1.2.2 矢量旋转法
            4.1.2.3 Phase-toggling法
            4.1.2.4 换相测量法
            4.1.2.5 互耦校准法
        4.1.3 阵面监测技术
    4.2 测试平台
    4.3 测试流程
    4.4 测试结果
        4.4.1 近场校准
        4.4.2 远场测试
        4.4.3 人为叠加误差
        4.4.4 内校准验证
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献



本文编号：4042829