多功能共享孔徑陣列的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及多功能共享孔徑陣列。多功能射頻(RF)系統(tǒng)可以包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的共享相控陣天線子系統(tǒng)。該系統(tǒng)還可以包括被配置用于控制共享相控陣天線子系統(tǒng)的操作的集成電子封裝。集成電子封裝可以包括調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)。調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)可以包括雷達(dá)模塊，該雷達(dá)模塊選擇性地聯(lián)接至共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)。雷達(dá)模塊被配置成通過(guò)共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)。調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)還可以包括通信模塊，該通信模塊選擇性地聯(lián)接至共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收通信信號(hào)。通信模塊被配置成通過(guò)共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收通信信號(hào)。
【專利說(shuō)明】
多功能共享孔徑陣列
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)涉及天線陣列、雷達(dá)系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)，并且更具體地說(shuō)，涉及多功能共享孔徑陣列或共享天線陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前雷達(dá)和通信系統(tǒng)或子系統(tǒng)被實(shí)現(xiàn)為各具有分離孔徑和電子裝置的獨(dú)立系統(tǒng)。這種解決方案需要增加的重量和用于分離孔徑的更大表面積。在某些應(yīng)用中，這可以接受。然而，當(dāng)在具有更小表面積和重量限制的平臺(tái)(如無(wú)人機(jī)(UAV))上期望這種多功能時(shí)，具有多個(gè)分離功能和系統(tǒng)是不實(shí)際的。另外，該分離系統(tǒng)還需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)卸載傳感器數(shù)據(jù)，如通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)接收并處理、并接著通過(guò)通信系統(tǒng)卸載或發(fā)送至另一位置(如從UAV至地面站)的傳感器數(shù)據(jù)。這縮減了用于提供更接近實(shí)時(shí)的情況獲知的能力。該分離獨(dú)立系統(tǒng)還使得將連網(wǎng)UAV用于分布式感測(cè)、處理以及合作不太有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)實(shí)施例，多功能射頻(RF)系統(tǒng)可以包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的共享相控陣天線子系統(tǒng)。所述系統(tǒng)還可以包括被設(shè)置用于控制所述共享相控陣天線子系統(tǒng)的操作的集成電子封裝。所述集成電子封裝可以包括調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)。所述調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)可以包括雷達(dá)模塊，該雷達(dá)模塊選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)。所述雷達(dá)模塊可以被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)。所述調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)還可以包括通信模塊，該通信模塊選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收通信信號(hào)。所述通信模塊可以被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收通信信號(hào)。
[0004]根據(jù)另一實(shí)施例和前一實(shí)施例，一種共享相控陣天線子系統(tǒng)可以包括彼此相鄰設(shè)置的多個(gè)天線拼塊(tile)。每一個(gè)天線拼塊可以包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑。所述共享相控陣天線子系統(tǒng)還可以包括相鄰拼塊之間的間隙區(qū)。所述共享相控陣天線子系統(tǒng)可以另外包括用于針對(duì)所述多個(gè)拼塊的電力、RF信號(hào)以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)的分配網(wǎng)絡(luò)。所述分配網(wǎng)絡(luò)可以駐留在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)中。
[0005]根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的方法可以包括以下步驟:設(shè)置被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的共享相控陣天線子系統(tǒng)。所述方法還可以包括以下步驟:集成被配置用于控制所述共享相控陣天線子系統(tǒng)的操作的電子封裝。所集成的電子封裝可以包括雷達(dá)模塊，該雷達(dá)模塊選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)。所述雷達(dá)模塊可以被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)。所集成的電子封裝還可以包括通信模塊，該通信模塊選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收通信信號(hào)。所述通信模塊可以被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收通信信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]實(shí)施例的下列詳細(xì)描述參照例示了本公開(kāi)的具體實(shí)施例的附圖。具有不同結(jié)構(gòu)和操作的其它實(shí)施例不脫離本公開(kāi)的范圍。
[0007]圖1是根據(jù)實(shí)施例的多功能共享孔徑(MFSA:multi_funct1n shared aperture)系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性框圖。
[0008]圖2是根據(jù)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性框圖。
[0009]圖3是根據(jù)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性框圖。
[0010]圖4是根據(jù)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的射頻(RF)接口子系統(tǒng)和多功能共享相控陣天線子系統(tǒng)的實(shí)施例的示意性框圖。
[0011]圖5是根據(jù)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的共享有源相天線陣列子系統(tǒng)的單位單元的實(shí)施例的示意性框圖。
[0012]圖6A是根據(jù)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的MFSA共享有源天線或輻射器陣列的實(shí)施例的立體圖。
[0013]圖6B是圖6A的、去除了頂部電路板的MFSA共享有源天線或輻射器陣列的立體圖。
[0014]圖7是根據(jù)實(shí)施例的包括64個(gè)天線元件的MFSA共享有源天線或輻射器陣列的實(shí)施例的俯視圖。
[0015]圖8是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的分解立體圖。
[0016]圖9是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的、用于設(shè)置被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的MFSA系統(tǒng)的方法的實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例的下列詳細(xì)描述參照例示了本公開(kāi)的具體實(shí)施例的附圖。具有不同結(jié)構(gòu)和操作的其它實(shí)施例不脫離本公開(kāi)的范圍。相同附圖標(biāo)記可以指不同圖中的相同部件或組件。
[0018]在此使用特定術(shù)語(yǔ)僅僅為了方便，而不應(yīng)視為針對(duì)所述實(shí)施例的限制。例如，諸如“近端”、“遠(yuǎn)端”、“頂部”、“底部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“垂直”、“向上”以及“向下”等的詞語(yǔ)僅描述圖中所示構(gòu)造或者參照所描述圖的取向而使用的相對(duì)位置。因?yàn)閷?shí)施例的組件可以按許多不同取向來(lái)定位，所以出于例示的目的來(lái)使用方向性術(shù)語(yǔ)，而絕非進(jìn)行限制。要明白的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用其它實(shí)施例，并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此，下面的詳細(xì)描述不按限制性含義來(lái)進(jìn)行，并且本發(fā)明的范圍根據(jù)附屬權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定。
[0019]圖1是根據(jù)實(shí)施例的多功能共享孔徑(MFSA)系統(tǒng)100的實(shí)施例的示意性框圖。如在此所述，該MFSA系統(tǒng)100可以被配置成，發(fā)送和接收射頻(RF)信號(hào)，其可以包括雷達(dá)信號(hào)或波形、和通信信號(hào)或波形。因此，該MFSA系統(tǒng)還可以被稱為多功能RF系統(tǒng)。該MFSA系統(tǒng)100可以包括共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102，其可以被配置成發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)。參照?qǐng)D5和6，對(duì)可以用于共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102的共享有源相控陣天線子系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)描述。該系統(tǒng)100還可以包括集成電子封裝104，該集成電子封裝104可以配置用于控制共享相控陣天線子系統(tǒng)102的操作。該集成電子封裝104可以包括調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106。參照?qǐng)D3，對(duì)可以用于調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106的調(diào)制器/解調(diào)制器系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)描述。該調(diào)制器/解調(diào)制器系統(tǒng)106可以通過(guò)RF接口子系統(tǒng)108聯(lián)接至共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102。參照?qǐng)D4，對(duì)可以用于RF接口子系統(tǒng)108的RF接口子系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)描述。
[0020]可以將MFSA存儲(chǔ)立方體110與調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106相關(guān)聯(lián)，以存儲(chǔ)各類信息或數(shù)據(jù)。參照?qǐng)D3，對(duì)可以用于該立方體110的MFSA存儲(chǔ)立方體的實(shí)施例進(jìn)行描述。可以由存儲(chǔ)立方體110存儲(chǔ)的各類信息或數(shù)據(jù)的示例可以包括，但不必限于:射束操縱控制信息、可以在卸載至另一系統(tǒng)之前通過(guò)系統(tǒng)100收集的監(jiān)視信息、通信網(wǎng)絡(luò)信息或消息、或者其它信息和數(shù)據(jù)。
[0021]還可以將時(shí)鐘和復(fù)位單元112與調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106相關(guān)聯(lián)。該時(shí)鐘和復(fù)位單元112可以向調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106提供用于定時(shí)該調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106的操作的輸入信號(hào)。
[0022]該系統(tǒng)100或集成電子封裝104還可以包括任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114。該任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114可以被配置用于控制MFSA系統(tǒng)100的其它子系統(tǒng)的操作，并且可以包括一套命令、控制、接口以及數(shù)據(jù)處理模塊116，模塊116可以被配置為在功能上集成其它子系統(tǒng)的操作并且控制其它子系統(tǒng)的操作。參照?qǐng)D2，對(duì)可以用于任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)112的任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)描述。
[0023]該任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114可以接收來(lái)自全球定位系統(tǒng)(GPS)單元118和慣性測(cè)量單元(MU) 120的數(shù)據(jù)。該GPS和頂U(kuò)數(shù)據(jù)可以通過(guò)鏈路122和124從任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114發(fā)送至調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106。任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114與調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106之間的其它通信鏈路或總線的示例可以包括，但不必限于:通用串行總線(USB)接口 126、以太網(wǎng)總線128以及外圍組件互連擴(kuò)展(PCIe)總線130。
[0024]該系統(tǒng)100還可以包括主平臺(tái)控制接口 132。該主平臺(tái)控制接口 132提供用于控制任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114的操作和更新任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114的用戶接口。
[0025]該系統(tǒng)100可以如在此所述地配置成，提供:在大約15.7吉赫茲(GHz)至大約17.3GHz之間的雷達(dá)操作頻率范圍；和在大約14.4GHz至大約15.35GHz之間的通信操作頻率范圍。
[0026]圖2是可以作為根據(jù)實(shí)施例的、圖1的MFSA系統(tǒng)100的一部分的任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)200的實(shí)施例的示意性框圖。該任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)200可以用于圖1的任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114。該任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)200可以包括多個(gè)多核計(jì)算模塊202，多核計(jì)算模塊202可以被編譯并在處理器202上運(yùn)行，以執(zhí)行如下所述的各種功能和操作。多核計(jì)算模塊202的示例可以包括，但不必限于:雷達(dá)激勵(lì)器處理器206、編隊(duì)飛行管理器208、天線功率管理器210、雷達(dá)分類器模塊212、雷達(dá)跟蹤器模塊214、雷達(dá)搜索模塊216、波形更新管理器218或其它模塊220。雷達(dá)激勵(lì)器處理器206可以生成可以通過(guò)共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102發(fā)送的特定雷達(dá)信號(hào)或波形，以執(zhí)行對(duì)一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)或物體的監(jiān)視或跟蹤。編隊(duì)飛行管理器208可以被配置成，控制用于操作的系統(tǒng)100與其它MFSA系統(tǒng)或RF系統(tǒng)協(xié)調(diào)或關(guān)聯(lián)。該天線功率管理器210可以被配置成，控制與共享有源孔徑天線子系統(tǒng)102相關(guān)聯(lián)的天線元件或輻射器元件的電力量或增益。該雷達(dá)分類器模塊212可以被配置成，基于通過(guò)共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102所接收的返回或散射的雷達(dá)信號(hào)或波形來(lái)標(biāo)識(shí)不同目標(biāo)或物體。雷達(dá)跟蹤器模塊214和雷達(dá)搜索模塊216可以被配置成，生成用于控制通過(guò)系統(tǒng)100生成并且通過(guò)共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102發(fā)送的雷達(dá)信號(hào)、射束或波形的掃描、方向控制、射束形成以及其它特征的控制信號(hào)。波形更新管理器218可以管理可以通過(guò)系統(tǒng)100生成并且通過(guò)共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102發(fā)送的不同類型的波形。
[0027]任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)200還可以包括多個(gè)任務(wù)計(jì)算機(jī)物理接口222。任務(wù)計(jì)算機(jī)物理接口 222的示例可以包括，但不必限于:以太網(wǎng)交換器224、PCIe交換器226、監(jiān)視存儲(chǔ)器228以及防篡改接口 230。監(jiān)視存儲(chǔ)器228可以是非易失性存儲(chǔ)器(NVM)。以太網(wǎng)交換器224可以包括平臺(tái)凈荷接口 232，平臺(tái)凈荷接口 232通過(guò)第一以太網(wǎng)總線234連接至主平臺(tái)控制臺(tái)接口 132。以太網(wǎng)交換器224還可以通過(guò)第二以太網(wǎng)總線128連接至調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106。該以太網(wǎng)交換器224還可以通過(guò)USB接口總線126連接至調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106。
[0028]PCIe交換器226可以包括平臺(tái)控制接口 236。該平臺(tái)控制接口 236可以連接至以太網(wǎng)交換器224以接收來(lái)自以太網(wǎng)交換器224的信號(hào)，并且還可以通過(guò)第一PCIe總線238連接至主平臺(tái)控制臺(tái)接口 132。該P(yáng)CIe交換器226可以通過(guò)第二 PCIe總線130連接至調(diào)制器/解調(diào)制器106。
[0029]該P(yáng)CIe交換器226還可以包括用于存儲(chǔ)和檢索監(jiān)視存儲(chǔ)器228上的ISR數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索集成監(jiān)視雷達(dá)(ISR)數(shù)據(jù)接口 240。該P(yáng)CIe交換器226還可以包括歸零接口 242，歸零接口 242用于接收來(lái)自監(jiān)視存儲(chǔ)器228的、用于歸零或復(fù)位存儲(chǔ)器228中的、安全分析小組可能認(rèn)為私有的監(jiān)視信息內(nèi)存的信號(hào)。
[0030]監(jiān)視存儲(chǔ)器228可以存儲(chǔ)與目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的監(jiān)視信息或數(shù)據(jù)。防篡改接口230可以連接至監(jiān)視存儲(chǔ)器228，以防止篡改監(jiān)視存儲(chǔ)器228中的監(jiān)視或數(shù)據(jù)。該監(jiān)視存儲(chǔ)器可以是非易失性存儲(chǔ)器。
[0031]任務(wù)計(jì)算機(jī)物理接口222可以接收來(lái)自GPS 118和IMU 120的信息或數(shù)據(jù)，并且分別經(jīng)由鏈路122和124將GPS和IMU數(shù)據(jù)或信息發(fā)送至調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106，如前所述。
[0032]圖3是可以作為根據(jù)實(shí)施例的、圖1中的MFSA系統(tǒng)100的一部分的調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300和MFSA存儲(chǔ)立方體302的實(shí)施例的示意性框圖。該調(diào)制器/解調(diào)制器300可以用于圖1的調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106，并且該MFSA存儲(chǔ)立方體302可以用于MFSA存儲(chǔ)立方體110。該MFSA存儲(chǔ)立方體302可以包括:射束操縱控制隊(duì)列304、監(jiān)視擦除隊(duì)列306以及通信網(wǎng)絡(luò)隊(duì)列308。調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300可以包括射束管理器302。射束管理器302可以被配置成，控制通過(guò)共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102發(fā)送或接收的雷達(dá)射束和通信射束的特征，如射束寬度、射束角、掃描、波形特征、RF電力和其它特征。另外，調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300可以主機(jī)化通信波形，該通信波形專用于有關(guān)接入拒絕RF環(huán)境的各種平臺(tái)任務(wù)指配，包括針對(duì)以下情況的波形:I)杠桿化(leveraging)擴(kuò)頻技術(shù)的低攔截概率、低檢測(cè)概率(LPI/LPD) ;2)杠桿化高速通信技術(shù)的高速信息卸載;3)當(dāng)在接入拒絕空對(duì)空防御(A2AD)環(huán)境中操作時(shí)的抗干擾技術(shù)。射束管理器302可以接收來(lái)自MFSA存儲(chǔ)立方體302的射束操縱控制隊(duì)列304的數(shù)據(jù)和控制信息。射束管理器302可以從系統(tǒng)100的其它組件或子系統(tǒng)(如用于控制這些其它組件或子系統(tǒng)的操作的RF接口子系統(tǒng)108和共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102)發(fā)送和接收包括射束控制信息的射束控制信號(hào)310和包括信道控制信息的信道切換控制信號(hào)312。
[0033]調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300還可以包括監(jiān)視直接雷達(dá)卸載控制組件314，其可以接收通過(guò)系統(tǒng)100接收的雷達(dá)數(shù)據(jù)或信息316，并且可以將該雷達(dá)信息或數(shù)據(jù)卸載至另一系統(tǒng)。監(jiān)視直接卸載控制組件314可以在MFSA存儲(chǔ)立方體302的檢索擦除隊(duì)列306中存儲(chǔ)并檢索通過(guò)系統(tǒng)100接收的雷達(dá)數(shù)據(jù)和信息316。通過(guò)系統(tǒng)100接收的雷達(dá)數(shù)據(jù)或信息316可以臨時(shí)存儲(chǔ)在監(jiān)視擦除隊(duì)列306中，并接著在稍后的恰當(dāng)時(shí)間，可以通過(guò)監(jiān)視直接卸載控制組件314卸載(318)至另一系統(tǒng)。
[0034]調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300還可以包括經(jīng)由以太網(wǎng)總線128連接至任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114的以太網(wǎng)PHY 320或物理層芯片。以太網(wǎng)PHY 320可以將經(jīng)由以太網(wǎng)總線128從任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114接收的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)換并傳遞至通信調(diào)制/解調(diào)制模塊322。通信調(diào)制/解調(diào)制模塊322可以被配置用于調(diào)制通過(guò)系統(tǒng)100(圖1)發(fā)送的通信信號(hào)，并且用于解調(diào)制通過(guò)系統(tǒng)100接收的通信信號(hào)。例如，調(diào)制/解調(diào)制模塊322可以包括用于四個(gè)通信信道(Ch.Ι-α.4)324 的通信階段中心處理的一信號(hào)處理程序或多個(gè)程序。通信調(diào)制 / 解調(diào)制模塊 322 可以接收來(lái)自通信網(wǎng)絡(luò)隊(duì)列308的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，并且可以在通信網(wǎng)絡(luò)隊(duì)列308中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和控制信息。
[0035]調(diào)制/解調(diào)制子系統(tǒng)300可以包括用于經(jīng)由PCIe總線130從和向任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114接收和發(fā)送數(shù)據(jù)、控制信號(hào)以及信息的PCIe交換器326 JCIe交換器326可以將從任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114接收的射束操縱控制信息328發(fā)送至射束管理器302，并且可以從射束管理器302接收任何返回?cái)?shù)據(jù)或信息。PCIe交換器326還可以將來(lái)自任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114的通信控制數(shù)據(jù)和信息330發(fā)送至通信調(diào)制/解調(diào)制模塊322，并且可以接收任何返回?cái)?shù)據(jù)或信息。PCIe交換器326還可以將從任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114接收的射束控制信息332發(fā)送至導(dǎo)航射束計(jì)算機(jī)334，并且可以接收任何返回?cái)?shù)據(jù)或信息。導(dǎo)航射束計(jì)算機(jī)334還可以接收GPS數(shù)據(jù)118和MU數(shù)據(jù)120 JCIe交換器326還可以包括用于經(jīng)由PCIe總線130向和從任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114發(fā)送和接收雷達(dá)數(shù)據(jù)和信息的端口 335。
[0036]調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300還可以包括雷達(dá)調(diào)制/解調(diào)制模塊336。調(diào)制/解調(diào)制模塊336可以被配置用于調(diào)制通過(guò)系統(tǒng)100(圖1)發(fā)送的雷達(dá)信號(hào)，并且用于解調(diào)制通過(guò)系統(tǒng)100接收的雷達(dá)信號(hào)。例如，調(diào)制/解調(diào)制模塊336可以包括用于四個(gè)雷達(dá)信道(Ch.Ι-α.4)338 的雷達(dá)階段中心處理的一信號(hào)處理程序或多個(gè)程序。
[0037]調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300另外可以包括雷達(dá)解調(diào)制數(shù)據(jù)處理模塊340。該雷達(dá)解調(diào)制數(shù)據(jù)處理模塊連接至雷達(dá)調(diào)制/解調(diào)制模塊336，并且可以處理從雷達(dá)調(diào)制/解調(diào)制模塊336接收的雷達(dá)信號(hào)或數(shù)據(jù)。雷達(dá)解調(diào)制數(shù)據(jù)處理模塊340可以包括用于控制卸載通過(guò)系統(tǒng)100接收并處理的雷達(dá)信息344的雷達(dá)卸載組件342。雷達(dá)解調(diào)制數(shù)據(jù)處理模塊340可以包括針對(duì)用于向監(jiān)視直接卸載控制組件314并且向PCIe交換器326發(fā)送雷達(dá)數(shù)據(jù)和信息316的雷達(dá)信道1-4的端口 344。該端口 344還可以從PCIe交換器326的端口 335發(fā)送和接收雷達(dá)數(shù)據(jù)和信息。PCIe交換器326可以向和從雷達(dá)解調(diào)制數(shù)據(jù)處理模塊340和任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114發(fā)送和接收雷達(dá)數(shù)據(jù)和信息。
[0038]雷達(dá)解調(diào)制數(shù)據(jù)處理模塊340還可以包括激勵(lì)器構(gòu)造組件346和雷達(dá)解調(diào)制存儲(chǔ)部348。激勵(lì)器構(gòu)造組件346可以生成用于通過(guò)系統(tǒng)100生成的特定雷達(dá)波形或信號(hào)。雷達(dá)解調(diào)制存儲(chǔ)部348可以存儲(chǔ)雷達(dá)數(shù)據(jù)和信息。
[0039 ]圖4是可以作為根據(jù)實(shí)施例的、圖1中的MFSA系統(tǒng)100的一部分的、射頻(RF)接口子系統(tǒng)400和多功能共享相控陣天線子系統(tǒng)402的實(shí)施例的示意性框圖。RF接口子系統(tǒng)400可以用于圖1中的RF接口子系統(tǒng)108，而共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402可以用于共享相控陣天線子系統(tǒng)102 AF接口子系統(tǒng)400可以包括通信RF交換器404和雷達(dá)RF交換器406。通信RF交換器可以從通信調(diào)制/解調(diào)制模塊322發(fā)送和接收通信信號(hào)。與前述類似的是，通信調(diào)制/解調(diào)制模塊322可以包括針對(duì)四個(gè)通信信道(通信信道1-4)的通信階段中心處理324a-324do
[0040] RF雷達(dá)交換器406可以從雷達(dá)調(diào)制/解調(diào)制模塊336發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)。與前述類似的是，雷達(dá)調(diào)制/解調(diào)制模塊336可以包括針對(duì)四個(gè)通信信道(雷達(dá)信道1-4)的雷達(dá)階段中心處理338a-338d。
[0041 ] RF接口子系統(tǒng)400還可以包括連接至通信RF交換器404和雷達(dá)RF交換器406的雷達(dá)/通信交換器408。雷達(dá)/通信交換器408的輸出連接至共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402。
[0042]共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402可以包括多個(gè)天線拼塊(tile)410a-410d。例如，共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402可以包括四個(gè)天線拼塊410a-410d。共享相控陣天線子系統(tǒng)402可以包括處于大約16個(gè)至大約128個(gè)之間的天線元件。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，共享相控陣天線子系統(tǒng)402包括64個(gè)天線元件。參照?qǐng)D5，對(duì)可以用于共享有源相控陣子系統(tǒng)102或402的共享有源相控陣天線子系統(tǒng)的天線拼塊的單位單元的實(shí)施例的框圖進(jìn)行更詳細(xì)描述，并且參照?qǐng)D6A和6B，對(duì)可以用于共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102或402的MFSA共享有源天線或輻射器陣列或陣列的一部分的實(shí)施例進(jìn)行描述。
[0043]雷達(dá)/通信交換器408和通信RF交換器404和雷達(dá)RF交換器406可以響應(yīng)于來(lái)自調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)300(圖3)的射束管理器302的信道切換控制信號(hào)312而操作或控制。因此，通信階段中心處理信道324a-324d或雷達(dá)階段中心處理信道338a-338d中的一特定信道可以響應(yīng)于該信道切換控制信號(hào)312，而選擇性地連接至共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402的特定天線拼塊410a-410d。通過(guò)共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402生成的射束的特殊特征可以基于來(lái)自射束管理器302的射束控制信號(hào)310或多個(gè)信號(hào)來(lái)確定。
[0044]圖5是根據(jù)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的共享有源相天線陣列子系統(tǒng)的單位單元500的實(shí)施例的示意性框圖。該單位單元500可以用于或者可以作為共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402的天線拼塊410a-410d之一的一部分。單位單元500可以包括射束形成器模塊502。射束形成器模塊502可以被配置成生成具有特殊特征(如特定射束寬度和形狀或輻射圖案等)的通信射束或雷達(dá)射束。射束形成器模塊502的輸出連接至功率放大器504。該功率放大器可以放大通信信號(hào)或雷達(dá)信號(hào)。功率放大器(PA)504連接至RF交換器506 AF交換器506可以操作以將來(lái)自功率放大器的通信信號(hào)或雷達(dá)信號(hào)連接至第一天線元件508或第二天線元件510。第一天線元件508和第二天線元件510可以限定被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的共享孔徑512。
[0045]通過(guò)共享孔徑512接收的雷達(dá)信號(hào)或通信信號(hào)可以根據(jù)信號(hào)的類型而連接至第一低噪聲放大器(LNA) 514或第二低噪聲放大器516。每一個(gè)低噪聲放大器514和516的輸出可以連接至射束形成器502。
[0046]圖6A是根據(jù)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)的MFSA共享有源天線或輻射器陣列600的實(shí)施例的立體圖。圖6B是圖6A的、去除了頂部電路板的MFSA共享有源天線或輻射器陣列的立體圖。MFSA共享有源天線或輻射器陣列600可以用于圖1中的共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102或圖4的共享有源相控陣天線子系統(tǒng)402。在圖6的實(shí)施例中，MFSA共享有源天線或輻射器陣列600包括四個(gè)相鄰天線拼塊602a-602d。共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102或402可以包括多個(gè)共享有源天線或輻射器陣列600。天線拼塊602a-602d還可以稱為天線元件或輻射器元件。圖6A和6B所示的示例性天線拼塊602a-602d在形狀上被示出為六邊形，然而在其它實(shí)施例中可以使用其它形狀，如根據(jù)可以使用MFSA共享有源天線陣列600的環(huán)境的方形、矩形或其它形狀。所述多個(gè)天線拼塊602a-602d可以彼此相鄰設(shè)置或放置。每一個(gè)天線拼塊602a-602d都可以包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑604a-604d。在每一個(gè)相鄰拼塊602a-602d之間設(shè)置間隙區(qū)606。在圖6中用虛線描繪了間隙區(qū)606。用于電力或RF電力、RF信號(hào)、數(shù)據(jù)或其它信息中的至少一個(gè)的分配網(wǎng)絡(luò)609可以駐留在上電路板608上的、相鄰天線拼塊602a-602d之間的間隙區(qū)606內(nèi)。根據(jù)實(shí)施例，用于電力或RF電力、RF信號(hào)、數(shù)據(jù)或其它信息中的每一個(gè)的分配網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在相鄰天線拼塊602a-602d之間的間隙區(qū)606內(nèi)。
[0047]共享相控陣天線子系統(tǒng)可以包括上電路板608和下電路板610。相鄰天線拼塊602a-602d可以形成在上電路板608與下電路板610之間?？梢詫⒁唤M微帶傳送線612設(shè)置在相鄰天線拼塊602a-602d之間的間隙區(qū)內(nèi)606內(nèi)、在上電路板608上。微帶傳送線612可以互連所述多個(gè)天線拼塊602a-602d，以供RF電力分配或者出于其它目的。傳送線612可以限定分配網(wǎng)絡(luò)609。用于電力或RF電力、RF信號(hào)、數(shù)據(jù)或其它信息中的至少一個(gè)的另一分配網(wǎng)絡(luò)611還可以駐留在下電路板610上、相鄰天線拼塊602a-602d之間的間隙區(qū)內(nèi)。
[0048]每一個(gè)天線拼塊602a_602d可以包括由導(dǎo)電材料制成的中心插腳614，該中心插腳614在下電路板610與上電路板608之間延伸。每一個(gè)中心插腳614的端部616可以通過(guò)上電路板608中的通孔或開(kāi)孔618暴露。通孔罩620可以環(huán)繞每一個(gè)中心插腳614在下電路板610與上電路板608之間延伸。每一個(gè)通孔罩620可以包括環(huán)繞中心插腳614的周邊或邊界的、由導(dǎo)電材料制成的多個(gè)插腳622，在相鄰插腳622之間具有預(yù)定間距或距離“D”。每一個(gè)通孔罩620的插腳622可以距所關(guān)聯(lián)的中心插腳614預(yù)設(shè)距離。該罩620可以環(huán)繞中心插腳614形成圓形，在圍繞環(huán)繞中心插腳614的周邊的相鄰插腳622之間具有間距“D”，并且每一個(gè)插腳622可以距所關(guān)聯(lián)的中心插腳614預(yù)設(shè)半徑。通孔罩620還可以是其它形狀，如根據(jù)希望操作特征的方形、矩形、六邊形或其它形狀。采用圖6的實(shí)施例所示的圓形構(gòu)造的通孔罩620可以充任圓形波導(dǎo)。
[0049]每一個(gè)天線拼塊602a-602d還可以包括一饋線624或一對(duì)饋線624，其在通孔罩620內(nèi)在下電路板610與上電路板608之間延伸?？梢詫⑤椛淦魈结?26設(shè)置在每一個(gè)天線拼塊602a-602d的下電路板610上，并且連接至每一個(gè)饋線624。
[0050]每一個(gè)天線拼塊602a_602d可以包括多條邊或四條邊，并且因分配網(wǎng)絡(luò)609或網(wǎng)絡(luò)處于相鄰天線拼塊602a-602d之間的間隙區(qū)606內(nèi)，而可被配置用于沿任何平面方向擴(kuò)縮(scaling)。因此，共享相控陣天線子系統(tǒng)600可通過(guò)沿任何平面維度添加或去除相鄰天線拼塊602a-602d來(lái)擴(kuò)縮。相鄰天線拼塊的中心之間的間距可以大約為一半波長(zhǎng)(λ/2)。共享相控陣天線子系統(tǒng)600包括可通過(guò)添加或去除天線拼塊來(lái)擴(kuò)縮的構(gòu)造，以向并行通信網(wǎng)絡(luò)鏈路提供如下各項(xiàng)中的至少一種:預(yù)定操作范圍、預(yù)定操作速率、特定隱身(stealth)檢測(cè)概率、抗干擾能力、以及自適應(yīng)性。
[0051]圖7是根據(jù)實(shí)施例的包括64個(gè)天線拼塊702的MFSA共享有源天線陣列或輻射器陣列的實(shí)施例的俯視圖。天線拼塊702還可以被稱為天線元件或輻射器元件。每一個(gè)天線拼塊702可以類似于圖6A-6B中的天線拼塊602a-602b。所述多個(gè)天線拼塊702可以彼此相鄰設(shè)置或放置。每一個(gè)天線拼塊702可以包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑704。與圖6A和6B中的間隙區(qū)606類似地，將間隙區(qū)706設(shè)置在相鄰拼塊702之間。用于電力或RF電力、RF信號(hào)、數(shù)據(jù)或其它信息中的至少一個(gè)的分配網(wǎng)絡(luò)709可以駐留在相鄰天線拼塊702之間的間隙區(qū)706內(nèi)。根據(jù)實(shí)施例，用于電力或RF電力、RF信號(hào)、數(shù)據(jù)或其它信息中的每一個(gè)的分配網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在相鄰天線拼塊702之間的間隙區(qū)706內(nèi)。
[0052]圖8是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的MFSA系統(tǒng)800的分解立體圖。圖1中的MFSA系統(tǒng)100和參照?qǐng)D2-圖6A和圖6B描述的示例性組件或子系統(tǒng)可以在MFSA 800中具體實(shí)施。MFSA系統(tǒng)800可以包括包含多個(gè)層或多層格型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。例如，電子封裝802可以包括與共享相控陣天線子系統(tǒng)804相鄰或在其后的多層格型結(jié)構(gòu)。如前所述，共享相控陣天線子系統(tǒng)804可以包括彼此層疊的多個(gè)電路板。圖1中的示例性電子封裝104可以在電子封裝802中具體實(shí)施，并且可以包括:任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)114、調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)106和RF接口子系統(tǒng)108。共享有源相控陣天線子系統(tǒng)102和600可以在共享相控陣天線子系統(tǒng)804中具體實(shí)施。
[0053]圖9是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的、用于設(shè)置被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的MFSA系統(tǒng)的方法900的實(shí)施例的流程圖。在框902中，可以設(shè)置被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的共享相控陣天線子系統(tǒng)?？?02可以包括參照框904-910描述的功能和操作。
[0054]在框904中，可以彼此相鄰放置多個(gè)天線拼塊。每一個(gè)天線拼塊可以包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑。在框906中，可以在相鄰拼塊之間設(shè)置間隙區(qū)。
[0055]在框908中，可以將用于針對(duì)所述多個(gè)天線拼塊中的每一個(gè)的電力或RF電力、RF信號(hào)和/或數(shù)據(jù)的分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在相鄰天線拼塊之間的間隙區(qū)內(nèi)。根據(jù)另一實(shí)施例，可以在相鄰天線拼塊之間的間隙區(qū)內(nèi)，設(shè)置用于所述多個(gè)天線拼塊的電力或RF電力分配、RF信號(hào)、數(shù)據(jù)分配或其它信息分配中的每一個(gè)的分配網(wǎng)絡(luò)。
[0056]在框910中，共享相控陣天線子系統(tǒng)可以通過(guò)沿任何平面方向添加或去除相鄰天線拼塊來(lái)擴(kuò)縮。
[0057]在框912，可以設(shè)置被配置用于控制共享相控陣天線系統(tǒng)的操作的集成電子封裝。
[0058]在框914中，可以將集成電子封裝的雷達(dá)模塊經(jīng)由RF接口子系統(tǒng)聯(lián)接至共享相控陣天線子系統(tǒng)。在框916中，可以將集成電子封裝的通信模塊經(jīng)由RF接口子系統(tǒng)聯(lián)接至共享相控陣天線子系統(tǒng)。RF接口子系統(tǒng)可以接收這樣的控制信號(hào)，其用于選擇性地將雷達(dá)模塊或通信模塊聯(lián)接至用于分別發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)或通信信號(hào)的共享相控陣天線子系統(tǒng)。該控制信號(hào)可以通過(guò)與在此描述的任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)類似的任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)來(lái)提供。
[0059]而且，本公開(kāi)包括根據(jù)下列條款的實(shí)施例:
[0060]條款丨、一種多功能射頻(RF)系統(tǒng)(100)，該多功能射頻系統(tǒng)包括:共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)，該共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào);和集成電子封裝(104)，該集成電子封裝(104)被配置用于控制所述共享相控陣天線子系統(tǒng)的操作，所述集成電子封裝包括調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)(106、300)，所述調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)(106、300)包括:雷達(dá)模塊(336)，該雷達(dá)模塊(336)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)，所述雷達(dá)模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)；和通信模塊(322)，該通信模塊(322)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收通信信號(hào)，所述通信模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收通信信號(hào)。
[0061 ]條款2、根據(jù)條款I(lǐng)所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)包括:多個(gè)天線拼塊(4103-410(1、6023-602(1)，所述多個(gè)天線拼塊(41(^-410(1、6023-602(1)彼此相鄰設(shè)置，每一個(gè)天線拼塊包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑(604a-604d);間隙區(qū)(606)，該間隙區(qū)(606)位于相鄰拼塊之間；以及分配網(wǎng)絡(luò)(609)，該分配網(wǎng)絡(luò)(609)用于針對(duì)所述多個(gè)拼塊的電力、RF信號(hào)以及數(shù)據(jù)中的每一個(gè)，所述分配網(wǎng)絡(luò)駐留在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)中。
[0062]條款3、根據(jù)條款2所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)還包括:上電路板(608);和下電路板(610); —組微帶傳送線(612)，該組微帶傳送線(612)設(shè)置在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)內(nèi)、在所述上電路板上，并且互連所述多個(gè)天線拼塊用于電力分配，其中，每一個(gè)天線拼塊(602a-602d)包括:中心插腳(614)，該中心插腳(614)由導(dǎo)電材料制成，所述中心插腳(614)在所述下電路板與所述上電路板之間延伸，所述中心插腳(614)的端部(616)通過(guò)在所述上電路板(608)中的通孔(618)而暴露;通孔罩(620)，該通孔罩(620)在所述中心插腳周圍在所述下電路板與所述上電路板之間延伸；饋線(624)，該饋線(624)在所述通孔罩內(nèi)在所述下電路板與所述上電路板之間延伸；以及輻射器探針(626)，該輻射器探針(626)設(shè)置在所述下電路板上并且連接至所述饋線。
[0063]條款4、根據(jù)條款2所述的系統(tǒng)，其中，每一個(gè)天線拼塊(602a_602d)包括多個(gè)邊，并且因駐留在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)(606)內(nèi)的、用于電力、RF通信以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)的所述分配網(wǎng)絡(luò)(609)，而能夠被配置用于沿任何平面方向擴(kuò)縮。
[0064]條款5、根據(jù)條款4所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)能夠通過(guò)沿任何平面維度添加相鄰天線拼塊(602a-602d)來(lái)擴(kuò)縮。
[0065]條款6、根據(jù)條款2所述的系統(tǒng)，其中，相鄰天線拼塊(602a_602d)的中心之間的間距大約是提供預(yù)定掃描能力的波長(zhǎng)的一半。
[0066]條款7、根據(jù)條款2所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(600)包括能夠通過(guò)添加或去除天線拼塊(602a-602d)來(lái)擴(kuò)縮的構(gòu)造，以向并行通信網(wǎng)絡(luò)鏈路提供下列中的至少一個(gè):預(yù)定操作范圍、預(yù)定操作速率、特定隱身檢測(cè)概率、抗干擾能力以及自適應(yīng)性。
[0067]條款8、根據(jù)條款I(lǐng)所述的系統(tǒng)，其中，所述電子封裝(802)包括與所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(804)相鄰的多層格型結(jié)構(gòu)。
[0068]條款9、根據(jù)條款I(lǐng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)的雷達(dá)操作頻率處于大約15.7GHz至大約17.3GHz之間，而所述系統(tǒng)的通信操作頻率處于大約14.4GHz至大約15.35GHz之間。
[0069]條款10、根據(jù)條款I(lǐng)所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括:RF接口子系統(tǒng)(108,400),該RF接口子系統(tǒng)(108，400)被配置成選擇性地將所述雷達(dá)模塊(336)或所述通信模塊(322)聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(402)。
[0070]條款11、根據(jù)條款I(lǐng)所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(700)包括處于大約16個(gè)天線元件(702))至大約128個(gè)天線元件(702)之間的天線元件(702)。
[0071]條款12、根據(jù)條款I(lǐng)所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括:任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)(114、200)，該任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)(114、200)與所述調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)(106)相關(guān)聯(lián)，所述任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)包括用于控制所述系統(tǒng)的操作的命令和控制模塊(116)、接口模塊(116)以及數(shù)據(jù)處理模塊(116)。
[0072]條款13、一種共享相控陣天線子系統(tǒng)(402、600)，該共享相控陣天線子系統(tǒng)(402、600)包括:彼此相鄰設(shè)置的多個(gè)天線拼塊(410a-410d、602a-602d)，每一個(gè)天線拼塊包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑(604a-604d);相鄰拼塊之間的間隙區(qū)(606);以及分配網(wǎng)絡(luò)(609)，該分配網(wǎng)絡(luò)(609)用于針對(duì)所述多個(gè)拼塊的電力、射頻(RF)信號(hào)以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)，所述分配網(wǎng)絡(luò)駐留在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)中。
[0073]條款14、根據(jù)條款13所述的子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)還包括:上電路板(608);下電路板(610);以及一組微帶傳送線(612)，該組微帶傳送線(612)設(shè)置在相鄰拼塊(602a-602d)之間的所述間隙區(qū)(606)內(nèi)、在所述上電路板上，并且互連所述多個(gè)天線拼塊用于電力分配，其中，每一個(gè)天線拼塊(602a_602d)包括:中心插腳(614)，該中心插腳(614)由導(dǎo)電材料制成，該中心插腳(614)在所述下電路板與所述上電路板之間延伸，所述中心插腳(614)的端部(616)通過(guò)所述上電路板(608)中的通孔(618)暴露;通孔罩(620)，該通孔罩(620)在所述中心插腳周圍在所述下電路板與所述上電路板之間延伸;饋線(624)，該饋線(624)在所述通孔罩內(nèi)、在所述下電路板與所述上電路板之間延伸；以及輻射器探針(626)，該輻射器探針設(shè)置在所述下電路板上并且連接至所述饋線。
[0074]條款15、根據(jù)條款13所述的子系統(tǒng)，其中，每一個(gè)天線拼塊(602a_602d)包括多個(gè)邊，并且因用于電力、RF通信以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)的、駐留在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)(606)內(nèi)的所述分配網(wǎng)絡(luò)，而可被配置用于沿任何平面方向擴(kuò)縮。
[0075]條款16、根據(jù)條款15所述的子系統(tǒng)，其中，該共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)能夠通過(guò)沿任何平面維度添加或去除相鄰天線拼塊(602a-602d)來(lái)擴(kuò)縮。
[0076]條款17、一種用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的方法(900)，該方法(900)包括以下步驟:設(shè)置(902)共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)，該共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)；以及設(shè)置(912)集成電子封裝
(104)，該集成電子封裝(104)被配置用于控制所述共享相控陣天線子系統(tǒng)的操作，所述集成電子封裝包括:雷達(dá)模塊(336)，該雷達(dá)模塊(336)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)，所述雷達(dá)模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)，和通信模塊(322)，該通信模塊(322)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收通信信號(hào)，所述通信模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)發(fā)送和接收通信信號(hào)。
[0077]條款18、根據(jù)條款17所述的方法，所述方法還包括以下步驟:放置(904)多個(gè)天線拼塊(4103-410(1、6023-602(1)，所述多個(gè)天線拼塊(41(^-410(1、6023-602(1)彼此相鄰，每一個(gè)天線拼塊包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑(604a-604d);設(shè)置(906)間隙區(qū)(606)，該間隙區(qū)(606)在相鄰拼塊之間；以及放置(908)分配網(wǎng)絡(luò)(609)，該分配網(wǎng)絡(luò)(609)在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)內(nèi)，用于針對(duì)所述多個(gè)天線拼塊的電力、射頻RF通信以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)。
[0078]條款19、根據(jù)條款18所述的方法，其中，每一個(gè)天線拼塊(602a_602d)包括多個(gè)邊，所述方法還包括以下步驟:通過(guò)放置(908)在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)(606)內(nèi)的、用于電力、RF通信以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)的所述分配網(wǎng)絡(luò)(609)，而沿任何平面方向擴(kuò)縮(910)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)。
[0079]條款20、根據(jù)條款18所述的方法，所述方法還包括以下步驟:通過(guò)沿任何平面維度添加相鄰天線拼塊來(lái)擴(kuò)縮(910)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)。
[0080]附圖中的流程圖和框圖例示了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)、功能以及操作。在這點(diǎn)上，該流程圖或框圖中的每一個(gè)框都可以表示模塊、區(qū)段、或指令的一部分，其包括用于實(shí)現(xiàn)所指定邏輯功能的一個(gè)或更多個(gè)可執(zhí)行指令。在一些另選實(shí)現(xiàn)中，該框中提到的功能可以出現(xiàn)在圖中所提到的次序之外。例如，根據(jù)所涉及功能，接連示出的兩個(gè)框事實(shí)上可以大致同時(shí)執(zhí)行，或者這些框有時(shí)可以按逆序執(zhí)行。還應(yīng)注意到，這些框圖和/或流程圖例示中的每一個(gè)框以及這些框圖和/或流程圖例示中的框的組合，可以通過(guò)執(zhí)行該指定功能或行為，或者執(zhí)行專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合的基于專用硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0081 ]在此使用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而不是旨在對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行限制。如在此使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”以及“該/所述”同樣旨在包括多數(shù)形式，除非上下文另外進(jìn)行了明確指示。還應(yīng)明白，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”指定存在規(guī)定特征、整數(shù)、步驟、操作、部件和/或組件，而非排除存在或增加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、部件、組件和/或其組合。
[0082]所附權(quán)利要求書(shū)中的所有裝置或步驟加功能部件的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、行為以及等同物旨在包括用于結(jié)合如具體要求保護(hù)的其它要求保護(hù)的部件來(lái)執(zhí)行該功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或行為。已經(jīng)出于例示和描述的目的，呈現(xiàn)了本發(fā)明的描述，但不是旨在排它或按所公開(kāi)的形式限制成本發(fā)明的實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的實(shí)施例的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白許多修改例和變型例。選擇并描述實(shí)施例，以便最佳地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的原理和實(shí)踐應(yīng)用，并且使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠針對(duì)具有如適于預(yù)期特定用途的各種修改例的各種實(shí)施例來(lái)理解本發(fā)明的實(shí)施例。
[0083]盡管在此已經(jīng)例示并描述了具體實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚的是，被設(shè)想以實(shí)現(xiàn)同一目的的任何步驟結(jié)構(gòu)都可以用所示具體實(shí)施例來(lái)替代，并且本發(fā)明的實(shí)施例在其它環(huán)境中具有其它應(yīng)用。本申請(qǐng)旨在覆蓋本發(fā)明的任何修改或改變。所附權(quán)利要求書(shū)絕不是旨在將本發(fā)明的實(shí)施例的范圍限制成在此描述的具體實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能射頻RF系統(tǒng)(100)，該多功能射頻RF系統(tǒng)(100)包括: 共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)，該共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)；以及 集成電子封裝(104)，該集成電子封裝(104)被配置用于控制所述共享相控陣天線子系統(tǒng)的操作，所述集成電子封裝包括調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)(106、300)，所述調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)(106、300)包括: 雷達(dá)模塊(336)，該雷達(dá)模塊(336)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)，所述雷達(dá)模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)，以及 通信模塊(322)，該通信模塊(322)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收通信信號(hào)，所述通信模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收通?目?目號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)包括: 多個(gè)天線拼塊(410&-410(1、6023-602(1)，所述多個(gè)天線拼塊(41(^-410(1、6023-602(1)彼此相鄰設(shè)置，每一個(gè)天線拼塊包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑(604a-604d)； 間隙區(qū)(606)，該間隙區(qū)(606)位于相鄰拼塊之間；以及 分配網(wǎng)絡(luò)(609)，該分配網(wǎng)絡(luò)(609)用于針對(duì)所述多個(gè)拼塊的電力、RF信號(hào)以及數(shù)據(jù)中的每一個(gè)，所述分配網(wǎng)絡(luò)駐留在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)還包括: 上電路板(608);以及 下電路板(610); 一組微帶傳送線(612)，該組微帶傳送線(612)設(shè)置在所述上電路板上、在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)內(nèi)，并且互連所述多個(gè)天線拼塊用于電力分配， 其中，每一個(gè)天線拼塊(602a-602d)包括: 中心插腳(614)，該中心插腳(614)由導(dǎo)電材料制成，所述中心插腳(614)在所述下電路板與所述上電路板之間延伸，所述中心插腳(614)的端部(616)通過(guò)在所述上電路板(608)中的通孔(618)而暴露； 通孔罩(620)，該通孔罩(620)在所述中心插腳周圍在所述下電路板與所述上電路板之間延伸； 饋線(624)，該饋線(624)在所述通孔罩內(nèi)在所述下電路板與所述上電路板之間延伸；以及 輻射器探針(626)，該輻射器探針(626)設(shè)置在所述下電路板上，并且連接至所述饋線。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，每一個(gè)天線拼塊(602a-602d)包括多個(gè)邊，并且因駐留在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)(606)內(nèi)的、用于電力、RF通信以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)的所述分配網(wǎng)絡(luò)(609)，而能夠被配置用于沿任何平面方向擴(kuò)縮。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)能夠通過(guò)沿任何平面維度添加相鄰天線拼塊(602a-602d)來(lái)擴(kuò)縮。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)具備下列中的至少一個(gè): 相鄰天線拼塊(602a-602d)的中心之間的間距大約是提供預(yù)定掃描能力的波長(zhǎng)的一半；以及 所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(600)包括能夠通過(guò)添加或去除天線拼塊(602a-602d)來(lái)擴(kuò)縮的構(gòu)造，以向并行通信網(wǎng)絡(luò)鏈路提供下列中的至少一個(gè):預(yù)定操作范圍、預(yù)定操作速率、特定隱身檢測(cè)概率、抗干擾能力以及自適應(yīng)性。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)具備下列中的至少一個(gè): 所述電子封裝(802)包括與所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(804)相鄰的多層格型結(jié)構(gòu)； 所述系統(tǒng)的雷達(dá)操作頻率處于大約15.7GHz至大約17.3GHz之間，而所述系統(tǒng)的通信操作頻率處于大約14.4GHz至大約15.35GHz之間；以及 所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(700)包括大約16個(gè)天線元件(702)至大約128個(gè)天線元件(702)之間的天線元件(702)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括: RF接口子系統(tǒng)(108，400)，該RF接口子系統(tǒng)(108，400)被配置成選擇性地將所述雷達(dá)模塊(336)或所述通信模塊(322)聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(402)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括: 任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)(114、200)，該任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)(114、200)與所述調(diào)制器/解調(diào)制器子系統(tǒng)(106)相關(guān)聯(lián)，所述任務(wù)計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)包括用于控制所述系統(tǒng)的操作的命令和控制模塊(116)、接口模塊(116)以及數(shù)據(jù)處理模塊(116)。10.—種用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的方法(900)，該方法(900)包括以下步驟: 設(shè)置(902)共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)，該共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)被配置用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)；以及 設(shè)置(912)集成電子封裝(104)，該集成電子封裝(104)被配置用于控制所述共享相控陣天線子系統(tǒng)的操作，所述集成電子封裝包括: 雷達(dá)模塊(336)，該雷達(dá)模塊(336)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)，所述雷達(dá)模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)，以及 通信模塊(322)，該通信模塊(322)選擇性地聯(lián)接至所述共享相控陣天線子系統(tǒng)以發(fā)送和接收通信信號(hào)，所述通信模塊被配置成通過(guò)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)來(lái)發(fā)送和接收通?目?目號(hào)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括以下步驟: 放置(904)多個(gè)天線拼塊(4103-410(1、6023-602(1)，所述多個(gè)天線拼塊(41(^-410(1、602a-602d)彼此相鄰，每一個(gè)天線拼塊包括用于發(fā)送和接收雷達(dá)信號(hào)和通信信號(hào)的有源相控陣孔徑(604a-604d); 設(shè)置(906)間隙區(qū)(606)，該間隙區(qū)(606)在相鄰拼塊之間；以及 放置(908)分配網(wǎng)絡(luò)(609)，該分配網(wǎng)絡(luò)(609)在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)內(nèi)，用于針對(duì)所述多個(gè)天線拼塊的電力、射頻RF通信以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，每一個(gè)天線拼塊(602a-602d)包括多個(gè)邊，所述方法還包括以下步驟: 通過(guò)放置(908)在相鄰拼塊之間的所述間隙區(qū)(606)內(nèi)的、用于電力、RF通信以及數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)的所述分配網(wǎng)絡(luò)(609)，而沿任何平面方向擴(kuò)縮(910)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)(102、402、600)。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括以下步驟: 通過(guò)沿任何平面維度添加相鄰天線拼塊來(lái)擴(kuò)縮(910)所述共享相控陣天線子系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H01Q21/29GK106019233SQ201610089971
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年2月17日
【發(fā)明人】M·A·皮茨, J·A·納瓦羅, L·蔡
【申請(qǐng)人】波音公司