一种轻量化抗强振的T型瓦片式数字子阵的制作方法

本发明涉及数字阵列雷达，尤其涉及一种轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵。

背景技术：

1、现有数字阵列雷达中的数字子阵不能同时具备轻量化、抗强振、高集成度、高导热率、低成本等特点。常规的砖块式数字子阵中各个模块独立设计，模块间信号互连采用线缆连接，包含射频线缆、控制线缆、供电线缆，模块两两互连导致线缆错综复杂，影响数字子阵的体积和可靠性。数字子阵中t/r组件通道数多，传统的砖块式t/r组件尺寸大，重量重，砖块式的上下变频模块存在同样的问题，两者的体积、重量、连接方式直接影响数字子阵的集成度、体积、重量、成本等。数字子阵中多通道t/r组件是最主要的发热源，按数字子阵中模块间的叠层顺序，t/r组件在中间位置，常规的风冷散热在多通道数字子阵中应用，存在散热不均匀，温升高，会导致通道间的均温性差。现有的数字子阵具备了在子阵中增加水冷冷板和进出水插头的方案解决子阵散热问题，但是该方式工作在强振动环境下，存在漏水的安全隐患，漏水将导致整个相控阵雷达瘫痪。同时增加水冷冷板和水插头，将大幅增加数字子阵的体积和重量。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，提供一种具备轻量化、抗强振、高集成度、高导热率、低成本的数字子阵；具体地，本发明提供一种轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵。

2、本发明采用的技术方案是，一种轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，包括：宽带天线辐射单元、t/r组件以及变频数字模块；

3、其中，每个t/r组件包含16个t/r通道，每个所述t/r通道包含发射通道和接收通道，收发通道通过开关切换；

4、子阵发射信号时，在所述变频数字模块内，由数字da产生中频信号，经过变频组件上变频为射频信号，所述射频信号经过1：16的功率分配进入所述t/r组件的每个发射通道，实现移相和放大；

5、子阵接收信号时，所述天线辐射单元接收的射频信号经过所述t/r组件每个接收通道实现低噪声放大，移相衰减之后进入所述变频数字模块的变频组件下变频为中频信号，所述中频信号经过所述数字ad进行采样处理。

6、在一个实施方式中，所述发射通道包括依次连接的功率放大器、数控移相器、预置移相寄存器和驱动放大器；所述接收通道包括依次连接的限幅器、低噪声放大器、数控衰减器和数控移相器。

7、在一个实施方式中，所述t/r组件为瓦片式t/r组件。

8、在一个实施方式中，所述变频数字模块包括上下变频模块、数字处理单元、功分馈电单元；

9、所述上下变频模块分为上变频电路和下变频电路；其中，所述上下变频模块发射和接收的中频信号、射频信号共用同一接口，依据发射和接收工作状态，通过开关切换输入或者输出；

10、所述数字处理单元用于控制所述t/r组件和所述上下变频模块；

11、所述功分馈电单元用于射频信号一分四功率分配以及天线的馈电功能。

12、在一个实施方式中，所述t/r组件设置有射频接口、控制接口、电源接口；其中，所述射频接口连接所述上下变频模块，所述控制接口连接所述数字处理单元，电源接口连接外部供电设备。

13、在一个实施方式中，所述上下变频模块为射频信号的有源处理单元，4个所述t/r组件共用一个所述上下变频模块；所述射频接口连接所述功分馈电单元，所述中频接口和控制接口连接所述数字处理单元，所述电源接口外部供电设备。

14、在一个实施方式中，包括：64个宽带天线辐射单元、4个t/r组件和1个变频数字模块。

15、本发明的另一方面还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上任一项所述轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵。

16、采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

17、本发明通过瓦片式t/r组件与天线辐射单元的一体化集成、变频数字模块的三维叠层设计、小型化功分馈电单元代替各种线缆，以及各单元之间的全盲插垂直互连，实现了具有完备功能的t型一体化瓦片式数字子阵，可以作为数字相控阵的最小可更换单元。

技术特征：

1.一种轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，其特征在于，包括：宽带天线辐射单元、t/r组件以及变频数字模块；

2.根据权利要求1所述的轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，其特征在于，所述发射通道包括依次连接的功率放大器、数控移相器、预置移相寄存器和驱动放大器；所述接收通道包括依次连接的限幅器、低噪声放大器、数控衰减器和数控移相器。

3.根据权利要求1所述的轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，其特征在于，所述t/r组件为瓦片式t/r组件。

4.根据权利要求1所述的轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，其特征在于，所述变频数字模块包括上下变频模块、数字处理单元、功分馈电单元；

5.根据权利要求4所述的轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，其特征在于，所述t/r组件设置有射频接口、控制接口、电源接口；其中，所述射频接口连接所述上下变频模块，所述控制接口连接所述数字处理单元，电源接口连接外部供电设备。

6.根据权利要求5所述的轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，其特征在于，所述上下变频模块为射频信号的有源处理单元，4个所述t/r组件共用一个所述上下变频模块；所述射频接口连接所述功分馈电单元，所述中频接口和控制接口连接所述数字处理单元，所述电源接口外部供电设备。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵，其特征在于，包括：64个宽带天线辐射单元、4个t/r组件和1个变频数字模块。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至7中任一项所述的轻量化抗强振的t型瓦片式数字子阵。

技术总结
本发明提出一种轻量化抗强振的T型瓦片式数字子阵，包括：宽带天线辐射单元、T/R组件、变频数字模块；每个T/R组件包含16个T/R通道，每个T/R通道包含发射通道和接收通道，并通过开关切换；发射信号时，在变频数字模块内由数字DA产生中频信号，再上变频为射频信号，射频信号经过功率分配进入T/R组件每个发射通道实现移相和放大；接收信号时，天线辐射单元接收的射频信号经过T/R组件每个接收通道实现低噪声放大，移相衰减之后进入变频数字模块下变频为中频信号，中频信号经过数字AD进行采样处理。本发明通过瓦片式T/R组件与天线辐射单元的一体化集成，实现具有完备功能的T型一体化瓦片式数字子阵，可作为数字相控阵的最小可更换单元。

技术研发人员：刘卫强,李宝洋,吕苗,郭超,王露莹,关炀
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20