CN102970066B - 一种基于微波集中传输与分散传输的转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于微波集中传输与分散传输的转换器，所述转换器由阻抗匹配电路和微波传输控制电路组成，阻抗匹配电路和微波传输控制电路的输入端均连接外部驱动控制信号以及微波信号，阻抗匹配电路的输出端连接微波传输控制电路的输入端；微波传输控制电路由两个或两个以上的传输控制模块组成，每个传输控制模块由微带线、射频电容以及PIN二极管组成，PIN二极管的负极接地，正极通过射频电容与微带线相连接，PIN二极管的正极与射频电容之间接入外部驱动控制信号；本发明的转换器既能使发射机输出的微波信号平均分配给各个天线模块，也可以集中传输给某一个天线模块。

Description

一种基于微波集中传输与分散传输的转换器
技术领域
本发明涉及一种微波传输的转换系统，特别是一种基于微波集中传输与分散传输的转换器。
背景技术
电扫描雷达的天线组合由环绕一周的N个天线模块组成，其工作方式有两种：模式一，表示发射机输出微波信号平均分配到各个天线模块上，一般通过多路功率分配器来实现；模式二，表示发射机输出的微波信号集中传输到某一个天线模块上，一般通过单刀多掷电子开关来实现。现有电扫描雷达的工作方式要求天线组合首先工作于模式一，有利于扩大对目标的搜索范围，搜索发现目标后，再以模式二工作，微波功率相对集中，有利于对目标集中跟踪，并将跟踪所发现的目标送给终端指挥系统进行目标指示。
下面以两个天线模块为例阐述上述功能，现有技术方案（见附图1）如下：发射机输出的微波信号首先送给单刀双掷电子开关A，该开关的输出口分别端接一个用于模式一的二功率分配器和一个用于模式二的单刀双掷电子开关B，通过控制单刀双掷电子开关A来切换模式一和模式二；在每个天线模块的输入口分别反向接一个单刀双掷电子开关C和D，开关C和D的两个输出口分别连接在二功率分配器和单刀双掷电子开关B的输出口。这种方案共用了四个单刀双掷电子开关和一个二功率分配器，单刀双掷电子开关有三个微波端口和两个控制端口组成，微波端口传输微波信号，控制端口由TTL控制，所以该方案共有八个控制端口1-8，通过八个控制端口1-8的配合使用，即可满足该方案要求。现有技术方案存在的主要缺点是：插损大、体积大、控制电路复杂、成本高、效率低。
发明内容
针对上述现有技术方案存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于微波集中传输与分散传输的转换器，该转换器在外部驱动控制信号的作用下，通过改变微波传输控制电路的通断状态，来达到集中传输与分散传输切换的目的，外部驱动控制信号为微波传输控制电路和阻抗匹配电路提供所需正电压和负电压，以保证切换的顺利进行，由状态切换引起的阻抗失配通过阻抗匹配电路来补偿。本发明既能使发射机输出的微波信号平均分配给各个天线模块，也可以集中传输给某一个天线模块。
为实现上述任务，本发明采取如下技术解决方案：
一种基于微波集中传输与分散传输的转换器，所述转换器由阻抗匹配电路和微波传输控制电路组成，其中，阻抗匹配电路和微波传输控制电路的输入端均连接外部驱动控制信号以及发射机输出的微波信号，阻抗匹配电路的输出端连接微波传输控制电路的输入端；
所述微波传输控制电路由两个或两个以上的传输控制模块组成，每个传输控制模块由微带线、射频电容以及PIN二极管组成，其中，PIN二极管的负极接地，正极通过射频电容与微带线相连接，PIN二极管的正极与射频电容之间接入外部驱动控制信号；
所述阻抗匹配电路由微带线、射频电容和PIN二极管组成，其中，PIN二极管的负极接地，正极通过射频电容与微带线相连接；PIN二极管的正极与射频电容之间接入外部驱动控制信号；阻抗匹配电路的微带线的输出端连接传输控制模块的微带线的输入端。
优选的，所述微波传输控制电路由两个传输控制模块组成，具体由微带线2、微带线3、射频电容C2、C3和PIN二极管D2、D3组成，其中，PIN二极管D2、D3的负极接地，PIN二极管D2的正极通过射频电容C2连接微带线2；PIN二极管D3的正极通过射频电容C3连接微带线3；射频电容C2与PIN二极管D2的正极之间以及射频电容C3与PIN二极管D3的正极之间均接入外部驱动控制信号；
所述阻抗匹配电路由微带线1、射频电容C1和PIN二极管D1组成，其中，PIN二极管D1的负极接地，PIN二极管D1的正极通过射频电容C1连接微带线1，射频电容C1和PIN二极管D1的正极之间接入外部驱动控制信号；阻抗匹配电路的微带线1的输出端分别连接传输控制模块的微带线2和微带线3的输入端。
本发明的基于微波集中传输与分散传输的转换器，既能使发射机输出的微波信号平均分配给各个天线模块，也可以集中传输给某一个天线模块，且具有插损小、体积小、效率高、控制简单等优点，能够为雷达天线组合在模式一和模式二之间进行无障碍转换，解决了现有电扫描雷达天线组合在该模式下工作的不足。
附图说明
图1为传统方式的连接示意图；
图2为本发明与外部信号以及天线模块的连接示意图；
图3为本发明的电路原理方框图；
图4为本发明的电路原理图。
图5为本发明实施例（包括两个微波传输控制电模块）的电路原理图。
以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
参见图2、图3、图4，本发明的基于微波集中传输与分散传输的转换器，由阻抗匹配电路和微波传输控制电路组成，其中，阻抗匹配电路和微波传输控制电路的输入端均连接外部驱动控制信号以及发射机输出的微波信号，阻抗匹配电路的输出端连接微波传输控制电路的输入端。
所述微波传输控制电路用于根据外部驱动控制信号提供的正负电压信号,来关断和导通供给天线模块的微波信号，从而实现微波的集中传输和分散传输的转换。微波传输控制电路由两个或两个以上的传输控制模块组成，每个传输控制模块由微带线、射频电容以及PIN二极管组成，其中，PIN二极管的负极接地，正极通过射频电容与微带线相连接。PIN二极管的正极与射频电容之间接入外部驱动控制信号。
所述的阻抗匹配电路用来对在微波信号的集中传输与分散传输转换时所产生的阻抗不匹配进行补偿，以达到最佳匹配状态。阻抗匹配电路由微带线、射频电容和PIN二极管组成，其中，PIN二极管的负极接地，正极通过射频电容与微带线相连接。PIN二极管的正极与射频电容之间接入外部驱动控制信号。阻抗匹配电路的微带线的输出端连接传输控制模块的微带线的输入端。
微波信号达到本发明的转换器的输入端口后，在外部驱动控制信号的作用下，把该微波信号的能量平均分配到转换器的两个输出端口，让天线组合工作于模式一，或者是将所有能量达到其中某一个输出端口，让天线组合工作于模式二。
为了进一步说明本发明的结构以及工作原理，下面以两个天线模块组成的天线组合为例来阐述。
参见图5，所述的微波传输控制电路由两个微波传输控制模块构成，具体由微带线2、微带线3、射频电容C2、C3和PIN二极管D2、D3组成，其中，PIN二极管D2、D3的负极接地，PIN二极管D2的正极通过射频电容C2连接微带线2；PIN二极管D3的正极通过射频电容C3连接微带线3；射频电容C2与PIN二极管D2的正极之间以及射频电容C3与PIN二极管D3的正极之间均接入外部驱动控制信号。所述微带线2和微带线3用来配合D2、D3做阻抗变换，C2、C3用来通过射频信号、隔离直流信号，D2、D3通过加正电压和负电压控制微波传输。工作过程分如下三种情况：第一种，当来自指挥系统的外部驱动控制信号在D2、D3的正极均加正电压时，D2和D3分别等效为一个连接到地的阻值很小的电阻Rs串联一个寄生电感Ls，分别经过微带线2和微带线3的转换后，该两路控制支路在E和D点的等效阻抗均为非常大，不影响主路的微波传输，此时，通道1和通道2均处于导通状态；第二种，当来自指挥系统的外部驱动控制信号在D2的正极加正电压、D3的正极加负电压时，D2等效为一个连接到地的阻值很小的电阻Rs串联一个寄生电感Ls，D3等效为一个连接到地的容值很小的电容CT串联一个寄生电感Ls，分别经过微带线2和微带线3的转换后，D2控制支路等效到E点的阻抗非常大，不影响通道1的微波传输，通道1处于导通状态；D3控制支路等效D点的阻抗非常小，近似短路，通道2的微波能量不能传输，处于关断状态，并且D点和C点之间的距离为四分之一波长，故D在C点的等效阻抗为非常大，近似为射频开路，不影响通道1的微波传输，通道2处于关断状态；第三种，当来自指挥系统的外部驱动控制信号在D2的正极加负电压、D3的正极加正电压时，通道1处于关断状态，通道2处于导通状态，工作原理同第二种情况。
所述的阻抗匹配电路由微带线1、射频电容C1和PIN二极管D1组成，其中，PIN二极管D1的负极接地，PIN二极管D1的正极通过射频电容C1连接微带线1，射频电容C1和PIN二极管D1的正极之间接入外部驱动控制信号。工作过程分为三种情况，第一种，当来自指挥系统的外部驱动控制信号为D1提供正电压，此时，在微带线1的阻抗转换下，D1阻抗匹配电路等效到B点的阻抗非常大，近似为射频开路，也就是说，此时的阻抗匹配电路不起作用；第二种，当来自指挥系统的外部驱动控制信号为D1提供负电压时，通道1导通，通道2关断，在微带线1的阻抗转换下，D1阻抗匹配电路等效到B点的阻抗为一个感抗，刚好补偿通道1导通、通道2关断引起的阻抗失配现象，从而使A端口阻抗达到匹配状态；第三种，当来自指挥系统的外部驱动控制信号为D1提供负电压时，通道2导通，通道1关断，工作原理同第二种情况。

Claims (2)

1.一种基于微波集中传输与分散传输的转换器，由阻抗匹配电路和微波传输控制电路组成，其中，阻抗匹配电路和微波传输控制电路的输入端均连接外部驱动控制信号以及发射机输出的微波信号，阻抗匹配电路的输出端连接微波传输控制电路的输入端；其特征在于，
所述微波传输控制电路由两个或两个以上的传输控制模块组成，每个传输控制模块由微带线、射频电容以及PIN二极管组成，其中，PIN二极管的负极接地，正极通过射频电容与微带线相连接，PIN二极管的正极与射频电容之间接入外部驱动控制信号；
所述阻抗匹配电路由微带线、射频电容和PIN二极管组成，其中，PIN二极管的负极接地，正极通过射频电容与微带线相连接；PIN二极管的正极与射频电容之间接入外部驱动控制信号；阻抗匹配电路的微带线的输出端连接传输控制模块的微带线的输入端。
2.如权利要求1所述的基于微波集中传输与分散传输的转换器，其特征在于，所述微波传输控制电路由两个传输控制模块组成，具体由第二微带线(2)、第三微带线(3)、第二射频电容(C2)、第三射频电容(C3)和第二PIN二极管(D2)、第三PIN二极管(D3)组成，其中，第二PIN二极管(D2)、第三PIN二极管(D3)的负极接地，第二PIN二极管(D2)的正极通过第二射频电容(C2)连接第二微带线(2)；第三PIN二极管(D3)的正极通过第三射频电容(C3)连接第三微带线(3)；第二射频电容(C2)与第二PIN二极管(D2)的正极之间以及第三射频电容(C3)与第三PIN二极管(D3)的正极之间均接入外部驱动控制信号；
所述阻抗匹配电路由第一微带线(1)、第一射频电容(C1)和第一PIN二极管(D1)组成，其中，第一PIN二极管(D1)的负极接地，第一PIN二极管(D1)的正极通过第一射频电容(C1)连接第一微带线(1)，第一射频电容(C1)和第一PIN二极管(D1)的正极之间接入外部驱动控制信号；阻抗匹配电路的第一微带线(1)的输出端分别连接传输控制模块的第二微带线(2)和第三微带线(3)的输入端。
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