文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200493
中文引用格式： 劉雪穎. 一種低成本Ka波段瓦片式有源相控陣天線[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(12)：1-4，8.
英文引用格式： Liu Xueying. A low-cost millimeter wave Ka-band active phased array antenna[J]. Application of Electronic Technique，2020，6(12)：1-4，8.
0 引言
由于相控陣天線具有精度高、掃描速度快、靈活的波束成形能力等優(yōu)點(diǎn)，近年來在不同系統(tǒng)中已獲得廣泛研究和應(yīng)用，如雷達(dá)、電子戰(zhàn)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
按集成方式分類，相控陣天線可以分為橫向集成的“瓦片式”結(jié)構(gòu)和縱向集成的“磚塊式”結(jié)構(gòu)。相對于傳統(tǒng)的磚塊式相控陣的重量大、厚度高、尺寸大等特點(diǎn)，新的瓦片式相控陣天線有著重量低、體積小、易于與平臺集成共形等特點(diǎn)[1-2]。但是其設(shè)計(jì)難度和加工工藝的復(fù)雜度也增大了很多。由于瓦片式結(jié)構(gòu)是基于三維微波集成電路的新一代TR組件結(jié)構(gòu)，使用多層構(gòu)架，通過垂直互聯(lián)技術(shù)將射頻、控制信號和電源整合連接。因此瓦片式結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)今相控陣天線的發(fā)展主流。
另一方面，隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，低頻無線頻譜資源逐漸趨于枯竭。微波毫米波由于其波長短、帶寬寬、干擾小等優(yōu)點(diǎn),能提供更高的傳輸速率，受到廣泛的關(guān)注[3]。
綜上所述，毫米波相控陣天線已成為當(dāng)前天線微波領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。民用領(lǐng)域也對毫米波天線的產(chǎn)業(yè)化需求非常迫切，但是相控陣天線的成本嚴(yán)重制約著其應(yīng)用范圍[4]。文獻(xiàn)[5]介紹了一種應(yīng)用于X頻段的瓦片式TR組件，主要采用了倒裝芯片、毛鈕扣、多層基板實(shí)現(xiàn)集成。然而因?yàn)槊~扣的裝配要求高，使用比較局限，不利于大面積生產(chǎn)及返修。
本文提出了一種瓦片式、Ka波段相控陣天線。所提出的相控陣天線采用三維集成的方式將天線單元、TR組件以及功分網(wǎng)絡(luò)等集成在一塊微波多層板上。高頻信號互連使用射頻垂直互連實(shí)現(xiàn)，低頻互連使用低頻插針實(shí)現(xiàn)。天線、TR組件和饋電網(wǎng)絡(luò)之間省去了連接器，既節(jié)省了連接器的費(fèi)用，也釋放了空間，易于大規(guī)模集成。通過樣機(jī)測試結(jié)果驗(yàn)證了方案的先進(jìn)性，該相控陣天線具有高集成度、小型化、低成本等優(yōu)點(diǎn)。
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作者信息：
劉雪穎
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