一种相控阵天线和相控阵通信终端的制作方法

1.本实用新型涉及相控阵天线领域，具体而言，涉及一种相控阵天线和相控阵通信终端。


背景技术：

2.相控阵天线由于具备优良的性能而广泛的被应用在通信领域的各个场景中。在现有技术中，一般采用将圆极化单元天线依次旋转的方式来组阵，而由于天线单元相位中心很难做到与天线几何中心重合，旋转后天线单元之间相位中心的距离出现了周期性，且这种周期性间距大于半波长的距离，导致阵面扫描出现栅瓣，严重影响相控阵性能。
3.有鉴于此，如何提供一种能够避免出现栅瓣的相控阵天线结构，是本领域技术人员需要解决的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种相控阵天线和相控阵通信终端。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型提供一种相控阵天线，包括第一相控子阵和第二相控子阵；
7.第一相控子阵包括多个第一天线单元，第二相控子阵包括多个第二天线单元；
8.多个第一天线单元在第一相控子阵中的排列方式与多个第二天线单元在第二相控子阵中的排列方式不同；
9.第一相控子阵和第二相控子阵在相控阵天线中随机排列。
10.在可选的实施方式中，第一相控子阵包括第一数量个第一天线单元，第二相控子阵包括第二数量个第二天线单元，第一数量小于第二数量。
11.在可选的实施方式中，第一相控子阵包括三个第一天线单元，第二相控子阵包括四个第二天线单元。
12.在可选的实施方式中，第一相控子阵的三个第一天线单元分别旋转0
°
、120
°
和240
°
排列；
13.第二相控子阵包括四个第二天线单元分别旋转0
°
、90
°
、180
°
和270
°
排列。
14.在可选的实施方式中，相控阵天线还包括第三相控子阵，第三相控子阵包括多个第三天线单元；
15.多个第一天线单元在第一相控子阵中的排列方式、多个第二天线单元在第二相控子阵中的排列方式以及多个第三天线单元在第三相控子阵中的排列方式均不同。
16.在可选的实施方式中，第三相控子阵包括第三数量个第三天线单元；
17.第二数量小于第三数量。
18.在可选的实施方式中，第三相控子阵包括八个第三天线单元；
19.第三相控子阵包括的八个第三天线单元分别旋转0
°
、45
°
、90
°
、135
°
、180
°
、225
°
、270
°
和315
°
排列。
20.在可选的实施方式中，相控阵天线还包括第四相控子阵，第四相控子阵用于填补相控阵天线除第一相控子阵、第二相控子阵和第三相控子阵之外的位置。
21.在可选的实施方式中，相控阵天线还包括射频有源通道，射频有源通道和第一相控子阵、射频有源通道和第二相控子阵均通过多层pcb加工工艺集成至相控阵天线。
22.第二方面，本实用新型提供一种相控阵通信终端，包括射频单元和前述实施方式中任一项的相控阵天线，射频单元和相控阵天线通信连接。
23.本实用新型实施例的有益效果是：采用本实用新型提供的一种相控阵天线和相控阵通信终端，相控阵天线包括第一相控子阵和第二相控子阵；第一相控子阵包括多个第一天线单元，第二相控子阵包括多个第二天线单元；多个第一天线单元在第一相控子阵中的排列方式与多个第二天线单元在第二相控子阵中的排列方式不同；第一相控子阵和第二相控子阵在相控阵天线中随机排列。通过将第一相控子阵和第二相控子阵和巧妙地布局，能够得到一种避免栅瓣出现的相控阵天线结构。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的相控阵天线的结构示意框图；
26.图2为本实用新型实施例提供的第一相控子阵的结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的第二相控子阵的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例提供的第三相控子阵的结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例提供的相控阵天线的局部结构示意图。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和
操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.请参照图1，本实用新型实施例提供一种相控阵天线1，包括第一相控子阵10和第二相控子阵20。
37.第一相控子阵10包括多个第一天线单元101，第二相控子阵20包括多个第二天线单元201。
38.多个第一天线单元101在第一相控子阵10中的排列方式与多个第二天线单元201在第二相控子阵20中的排列方式不同。
39.第一相控子阵10和第二相控子阵20在相控阵天线1中随机排列。
40.在本实用新型实施例中，相控阵天线1是由数量庞大的多个天线单元构成的，本实用新型实施例中提出了上述两种包括分比包括多个天线单元的相控子阵，通过设置多个第一天线单元101在第一相控子阵10中的排列方式与多个第二天线单元201在第二相控子阵20中的排列方式不同的方式，以及第一相控子阵10和第二相控子阵20在相控阵天线1中随机排列，能够使得涉及的天线单元的相位中心以及几何中心的排布、距离不存在规律，即消除了由于相位中心与几何中心偏移引起的周期性，从而可以避免栅瓣的形成。
41.为了能够更加清楚地描述本实用新型实施例提供的方案，第一相控子阵10包括第一数量个第一天线单元101，第二相控子阵20包括第二数量个第二天线单元201，第一数量小于第二数量。
42.为了能够达到前述避免栅瓣形成的目的，除了要求第一相控子阵10和第二相控子阵20自身包括的多个第一天线单元101和多个第二天线单元201的不同、以及随机排布之外，还可以对第一相控子阵10和第二相控子阵20包括的天线单元的数量进行限制，令其不同，这在具备庞大数量天线单元的相控阵天线1中，有效地杜绝了即便是随机排布也可能出现少量具有周期性特征的相位中心与几何中心偏移，进而形成栅瓣的情况发生。
43.在此基础上，请结合参考图2和图3，第一相控子阵10包括三个第一天线单元101，第二相控子阵20包括四个第二天线单元201。第一相控子阵10的三个第一天线单元101分别旋转0
°
、120
°
和240
°
排列。第二相控子阵20包括四个第二天线单元201分别旋转0
°
、90
°
、180
°
和270
°
排列。
44.为了能够更加清楚地描述本实用新型实施例提供的方案，本实用新型实施例提出了具体的第一相控子阵10包括的第一天线单元101数量以及排布方式，以及第二相控子阵20包括的第二天线单元201数量以及排队方式，应当理解的是，第一相控子阵10和第二相控子阵20能够通过任意拼接和组合的方案布局在相控阵天线1中，在此不做限制。
45.作为一种可替换的具体实施方式，相控阵天线1还包括第三相控子阵30，第三相控子阵30包括多个第三天线单元301。多个第一天线单元101在第一相控子阵10中的排列方式、多个第二天线单元201在第二相控子阵20中的排列方式以及多个第三天线单元301在第三相控子阵30中的排列方式均不同。
46.如前所描述的，为了能够保证不会形成栅瓣，还可以增加第三相控子阵30，同时为了保证不存在由于随机性导致的天线单元的相位中心和几何中心偏移周期性的出现，多个第三天线单元301在第三相控子阵30中的排列方式与多个第一天线单元101在第一相控子阵10中的排列方式、多个第二天线单元201在第二相控子阵20中的排列方式均不同。
47.作为一种可替换的具体实施方式，请结合参考图4，第三相控子阵30包括第三数量个第三天线单元301；第二数量小于第三数量。为了能够更加清楚地描述本实用新型实施例提供的发囊，第三相控子阵30包括八个第三天线单元301；第三相控子阵30包括的八个第三天线单元301分别旋转0
°
、45
°
、90
°
、135
°
、180
°
、225
°
、270
°
和315
°
排列。
48.在本实用新型实施例中，第一相控子阵10、第二相控子阵20和第三相控子阵30在相控阵天线1中的排列可以是随机的，通过上述设置，使得第一相控子阵10、第二相控子阵20和第三相控子阵30在自身包括的天线单元具备规律的旋转以实现对应功能的基础上，相互之间并无相似之处，通过简单的组合也无法出现规律排布的天单元，以此能够进一步地保证不会形成栅瓣。
49.作为一种可替换的具体实施方式，请结合参考图5，相控阵天线1还包括第四相控子阵40，第四相控子阵40用于填补相控阵天线1除第一相控子阵10、第二相控子阵20和第三相控子阵30之外的位置。
50.应当理解的是，在前述实施方式下，第一相控子阵10、第二相控子阵20和第三相控子阵30随机组合在一起后，并不是完全吻合的拼接，即第一相控子阵10、第二相控子阵20和第三相控子阵30之间必然存在空隙，可以利用第四相控子阵40进行填补，以组合得到完整的相控阵天线1。第四相控子阵40的数量不做限制，例如可以是一个或者两个。如图5所示，可以由两个第一相控子阵10、一个第二相控子阵20、一个第三相控子阵30以及包括两个天线单元的第四相控子阵40组成一个4*5的相控阵天线1的一部分。
51.作为一种可替换的具体实施方式，相控阵天线1还包括射频有源通道，射频有源通道和第一相控子阵10、射频有源通道和第二相控子阵20均通过多层pcb加工工艺集成至相控阵天线1。
52.在本实用新型实施例中，利用多层pcb加工工艺集成的射频有源通道、第一相控子阵10、第二相控子阵20、第三相控子阵30、第四相控子阵40具有轻薄的特点，能够用于制备低剖面、轻小型等需求的通讯设备。
53.本实用新型实施例提供一种相控阵通信终端，包括射频单元和前述的相控阵天线1，射频单元和相控阵天线1通信连接。
54.采用前述的相控阵天线1，通过与射频单元、通信单元以及控制单元等组件可以组成相控阵通信终端，该相控阵终端可以是相控阵通信、雷达等微波毫米波应用领域的终端产品。
55.综上所述，本实用新型提供的一种相控阵天线和相控阵通信终端，相控阵天线包括第一相控子阵和第二相控子阵；第一相控子阵包括多个第一天线单元，第二相控子阵包
括多个第二天线单元；多个第一天线单元在第一相控子阵中的排列方式与多个第二天线单元在第二相控子阵中的排列方式不同；第一相控子阵和第二相控子阵在相控阵天线中随机排列。通过将第一相控子阵和第二相控子阵和巧妙地布局，能够得到一种避免栅瓣出现的相控阵天线结构。
56.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。