一种基于网格结构的多波束相控阵芯片的制作方法

本技术涉及相控阵天线设备的电路设计，尤其涉及一种基于网格结构的多波束相控阵芯片。

背景技术：

1、在卫星通信、5g通信等应用场景中，其配套的天线设备需要满足多连接、高可靠性、低延时以及高带宽等性能需求，相控阵技术由于其快速的电子转向特性，成为解决这些性能需求的核心技术。相控阵技术是通过控制单元的相位来改变波束的指向。为了确保通信质量和低延时等要求，要求具备更多的通道数量和更灵活的波束控制，通常需要设置具有大量通道的大规模阵列。因此，利用多波束相控阵来进一步提升通信容量成为业内所选用的优选方法。

2、多波束相控阵系统需要输出或输入数个波束，这就需要复杂的多波束网络来实现多个波束的分布及合成，以往的多波束相控阵芯片多采用传统布局的方式，通常用一大块威尔金森网络实现信号的全连接分布，而大数量的波束的分布会成倍增加芯片的面积而且也增加多波束网络分布的难度。而网格结构的多波束相控阵芯片，可以为多波束相控阵芯片的面积兼顾波束数量的扩展提供一种成熟可用的解决方案。

技术实现思路

1、技术目的：针对解决现有技术中的问题，本实用新型公开了一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，第一端口分布呈水平的多路信号和第二端口合成呈垂直的多路信号，实现了多波束分布网络在布局上形成网格状，每一波束分路信号传输路径上独立的移相和调幅电路在网格状的多波束分布网络中呈网格阵列分布，缩小了多波束分布网络在多波束芯片中的面积。

2、技术方案： 为实现上述技术目的，本实用新型提供以下技术方案。

3、一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，该多波束相控阵芯片包括网格多波束分布网络电路和若干个移相调幅电路；

4、所述网格多波束分布网络电路包括：

5、m个第一端口；所述的m第一端口中的端口以一左一右的方式，交叉分布在芯片的左右两端；

6、m组第一n路分端口，每一个所述的第一端口通过一个1分n的功分网络与所述的一组第一n路分端口对应连接；

7、n个第二端口，所述的n个第二端口中的端口以一上一下每个端口交叉分布在芯片上下两端；

8、n组第二m路分端口，每一所述的第二端口通过一个m合1的功合网络与所述的一组第二y路分端口对应连接；

9、m、n是正整数；

10、若干个移相调幅电路，每一所述的移相调幅电路仅分别与所述的一组第一n路分端口的一个分端口和所述的一组第二m路分端口的一个分端口连接，移相调幅电路的个数为m*n。

11、更进一步地，该网格多波束分布网络中，每一所述的1分n功分网络：设置在每一所述第一端口和每一所述的一组第一n分路端口之间的第一n条信号分路电路，每一所述的1分n的功分网络用于连接所述第一端口以及与其对应所述的一组第一n路分路端口，所述的任意第一n路分路端口中的两个分端口到其对应连接的第一端口的信号损耗系数相等；

12、所述的第一n路分路端口呈水平分布；

13、更进一步地，该网格多波束分布网络中，每一所述的m合1的功合网络：设置在每一所述的一组第二m分路端口和每一所述的第二端口之间的第二m条信号分路电路，每一所述的m合1的功合网络用于连接所述一组第二m分路端口以及与其对应的一个所述的第二端口，所述的任意第二m路分路端口中的两个分端口到其对应连接的第二端口的信号损耗系数相等；

14、所述的第二m路分路端口呈垂直分布；

15、更进一步地，该网格多波束分布网络中，所述的所有的第一n条信号分路和所有的所述的第二m条信号分路在电路板形成网格分布的交叉点。

16、有益效果

17、本实用新型提供的基于网格结构的多波束相控阵芯片中，第一端口分布呈水平的多路信号和第二端口合成呈垂直的多路信号，实现了多波束分布网络在布局上形成网格状，每一波束分路信号传输路径上独立的移相和调幅电路在网格状的多波束分布网络中呈网格阵列分布，缩小了多波束分布网络在多波束芯片中的面积，所述的水平分布的各个信号分路的损耗系数相等以及所述的垂直合成信号分路的损耗系数相等，实现了每一波束分路信号在传输过程中的损耗相等。此外，本实用新型提供的用于多波束相控阵芯片的网格多波束分布网络面积紧凑，可以实现平衡的信号分布，将该网格波束分布网络与本实用新型提供的基于网格结构的多波束相控阵芯片结合使用，可以任意扩展输入端口和输出的波束的数量，从而实现适用于波束数量较多的应用场景中的多波束相控阵集成芯片。

技术特征：

1.一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，其特征在于：包括网格多波束分布网络电路和若干个移相调幅电路；

2.根据权利要求1所述的一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，其特征在于：每一1分n的功分网络包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，其特征在于：每一m合1的功合网络包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，其特征在于：所有的第一n条信号分路和所有的所述的第二m条信号分路在电路板形成网格分布的交叉点。

5.根据权利要求1所述的一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，其特征在于：每一移向调幅电路包括移相器和增益控制器，在电路板上呈网格状阵列分布，所述的每一移相调幅电路设置有两个端口，一个对应连接水平方向上的第一n路分端口的一个端口，另一个对应连接垂直方向上的第二m路分端口的一个端口。

技术总结本技术公开了一种基于网格结构的多波束相控阵芯片，包括网格多波束分布网络电路和若干个移相调幅电路，网格多波束分布网络电路包括：M个第一端口，以一左一右的方式交叉分布在芯片的左右两端；N个第二端口，以一上一下的方式交叉分布在芯片上下两端；M组第一N路分端口和N组第二M路分端口，每一个第一端口和每一个第二端口分别与所述的每组第一N路分端口和每组第二M路分端口对应连接，M*N个移相调幅电路中，每一移相调幅电路仅分别与一组第一N路分端口的一个分端口和一组第二M路分端口的一个分端口连接。本技术实现了多波束分布网络在布局上形成网格状，缩小了多波束分布网络在多波束芯片中的面积。技术研发人员：彭娜受保护的技术使用者：南京汇君半导体科技有限公司技术研发日：20231108技术公布日：2024/7/11