CN104090269B - 双极化多功能超宽带t/r组件 - Google Patents

双极化多功能超宽带t/r组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双极化多功能超宽带T/R组件，由八个前端收发通道，一个公用八功分器和一个独立八功分器组成。其中八个前端收发通道结构、功能和参数完全相同，由极化开关、L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路组成。本发明采用极化选择开关和多支路集成通道设计，通过极化开关和支路开关的选择，实现了双极化L波段滤波接收功能、双极化L波段接收独立接口输出功能、双极化发射功能和双极化S波段接收功能。

Description

双极化多功能超宽带T/R组件
技术领域
本发明属于微波电子模块技术领域，特别是应用于L、S波段多功能一体化有源相控阵设备的一种双极化多功能超宽带T/R组件。
背景技术
T/R组件实现了有源相控阵雷达阵列天线各单元相位、幅度的控制，从而形成空间波束并控制其扫描，是有源相控阵雷达的核心部件。
现代相控阵雷达向着高集成度、多功能一体化方向发展，多功能一体化相控阵不同功能、任务的工作机理不同，对射频前端的要求也不相同，从而对T/R组件也提出了更高的要求。T/R组件要必须满足系统不同工作状态时不同功能和性能指标的需求，如极化对抗时，要求T/R组件能提供多种极化信号通道，根据对抗需要提供不同极化的信号；主动探测时，要求T/R组件对带外有较强的抑制，从而提高系统抗干扰能力；超宽带被动探测状态时，要求T/R组件能超宽带接收，从而对很宽频带内的信号进行探测；通信侦查状态时，不需要T/R组件对信号幅相控制，但对信号幅相稳定性有很高的要求，并且要有独立的通道接口。
普通T/R组件每个通道由1个上行支路和1个下行支路组成，工作参数单一，不能满足多功能一体化有源相控阵设备不同工作状态时对T/R组件不同功能和性能指标的要求。
发明内容
本发明的目的在于：针对以上现有技术及产品存在的缺点，提供一种双极化多功能超宽带T/R组件，用于一种L、S波段多功能一体化有源相控阵设备。
本发明采用的技术方案如下：
一种双极化多功能超宽带T/R组件采用八通道设计，由八个前端收发通道，一个公用八功分器和一个独立八功分器组成。其中八个前端收发通道结构、功能和参数完全相同，由极化开关、L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路组成。L波段滤波接收支路由依次连接的三选一开关、带通滤波器、L波段限幅低噪放、二功分器、收发开关、L波段移相器、二选一开关和数控衰减器组成；L波段独立接收支路由依次连接的三选一开关、带通滤波器、L波段限幅低噪放和二功分器组成；S波段接收支路由依次连接的三选一开关、高通滤波器、S波段限幅器、S波段移相器、二选一开关和数控衰减器组成；发射支路由依次连接的数控衰减器、二选一开关、L波段移相器、收发开关、功放和三选一开关组成。
L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路通过开关选择工作，三选一开关、收发开关和二选一开关用于支路的选择。当三选一开关第一端口与第二端口接通，收发开关第一端口与第二端口接通，二选一开关第一端口与第二端口接通时，L波段滤波接收支路和L波段独立接收支路工作；当三选一开关第一端口与第四端口接通，二选一开关第一端口与第三端口接通时，S波段接收支路工作；当三选一开关第一端口与第三端口接通，收发开关第一端口与第三端口接通，二选一开关第一端口与第二端口接通时，发射支路工作。
为了减小双极化多功能超宽带T/R组件体积，降低成本，前端收发通道采用多支路电路共用设计，L波段滤波接收支路和L波段独立接收支路共用带通滤波器和L波段限幅低噪放；L波段滤波接收支路和发射支路共用L波段移相器；L波段滤波接收支路、S波段接收支路和发射支路共用数控衰减器。
双极化多功能超宽带T/R组件采用极化选择开关和多支路集成通道设计，通过极化开关和支路开关的选择，实现了双极化L波段滤波接收功能、双极化L波段接收独立接口输出功能、双极化发射功能和双极化S波段接收功能。
本发明的有益效果是：
（1）双极化多功能超宽带T/R组件采用极化选择开关和多支路集成通道设计，通过极化开关和支路开关的选择，实现了双极化L波段滤波接收功能、双极化L波段接收独立接口输出功能、双极化发射功能和双极化S波段接收功能。满足一种L、S波段多功能一体化有源相控阵设备多种工作状态时对T/R组件功能和性能指标的不同要求。
（2）采用模块电路共用设计，通过带通滤波器、限幅低噪放、L波段移相器、数控衰减器的共用，实现了双极化多功能超宽带T/R组件的小体积、低成本集成。
附图说明
附图1：双极化多功能超宽带T/R组件原理框图；
附图2：前端收发通道原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种双极化多功能超宽带T/R组件采用八通道设计，由八个前端收发通道1，一个公用八功分器2和一个独立八功分器3组成。其中八个前端收发通道结构、功能和参数完全相同。前端收发通道有水平极化天线接口、垂直极化天线接口、公用八功分器接口和独立八功分器接口四个接口，分别连接水平极化天线、垂直极化天线、公用八功分器和独立八功分器。前端收发通道的功能是对接收信号的滤波、放大、移相和衰减，对发射信号的衰减、移相和放大。公用八功分器功能是对前端收发通道公用八功分器接口输出信号进行合成输出至公用接口，对从公用接口输入的发射信号进行功分后输出至前端收发通道公用八功分器接口。独立八功分器功能是对前端收发通道独立八功分器接口输出信号进行合成输出至独立接口。
如图2所示，前端收发通道1由极化开关4、L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路组成。极化开关4用于极化天线的选择，极化开关4第二端口为前端收发通道1水平极化天线接口，极化开关4第三端口为前端收发通道1垂直极化天线接口，极化开关4第一端口接L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路。极化开关4第一端口与第二端口接通时选择水平极化天线，第一端口与第三端口接通时选择垂直极化天线。L波段滤波接收支路由依次连接的三选一开关5、带通滤波器6、L波段限幅低噪放7、二功分器8、收发开关10、L波段移相器11、二选一开关12和数控衰减器13组成，实现了该支路信号的带通滤波、低噪声放大、相位控制和衰减控制功能；L波段独立接收支路由依次连接的三选一开关5、带通滤波器6、L波段限幅低噪放7和二功分器8组成，实现了该支路信号的带通滤波和低噪声放大功能；S波段接收支路由依次连接的三选一开关5、高通滤波器14、S波段限幅器15、S波段移相器16、二选一开关12和数控衰减器13组成，实现了该支路信号的高通滤波、低噪声放大、相位控制和衰减控制功能；发射支路由依次连接的数控衰减器13、二选一开关12、L波段移相器11、收发开关10、功放9和三选一开关5组成，实现了该支路信号的衰减控制、移相控制和放大功能。其中数控衰减器13第三端口为前端收发通道1公用八功分器接口，二功分器8第三端口为前端收发通道1独立八功分器接口。
带通滤波器6用于L波段滤波接收支路信号和L波段独立接收支路信号的带通滤波；L波段限幅低噪放7用于L波段滤波接收支路信号和L波段独立接收支路信号的限幅和低噪声放大；L波段移相器11采用L波段六位数控移相器，用于L波段滤波接收支路信号和发射支路信号的相位控制；高通滤波器14用于S波段接收支路信号的高通滤波；S波段限幅器15用于S波段接收支路信号的限幅和低噪声放大；S波段移相器16采用S波段六位数控移相器，用于S波段接收支路信号的相位控制；数控衰减器13采用六位数控衰减器，用于L波段滤波接收支路信号、S波段接收支路信号和发射支路信号的衰减控制。
L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路通过开关选择工作，三选一开关5、收发开关10和二选一开关12用于支路的选择。当三选一开关5第一端口与第二端口接通，收发开关10第一端口与第二端口接通，二选一开关12第一端口与第二端口接通时，L波段滤波接收支路和L波段独立接收支路工作；当三选一开关5第一端口与第四端口接通，二选一开关12第一端口与第三端口接通时，S波段接收支路工作；当三选一开关5第一端口与第三端口接通，收发开关10第一端口与第三端口接通，二选一开关12第一端口与第二端口接通时，发射支路工作。
为了减小双极化多功能超宽带T/R组件体积，降低成本，前端收发通道1采用多支路电路共用设计，L波段滤波接收支路和L波段独立接收支路共用带通滤波器6和L波段限幅低噪放7；L波段滤波接收支路和发射支路共用L波段移相器11；L波段滤波接收支路、S波段接收支路和发射支路共用数控衰减器13。
双极化多功能超宽带T/R组件采用极化选择开关和多支路集成通道设计，具有双极化L波段滤波接收功能、双极化L波段接收独立接口输出功能、双极化发射功能和双极化S波段接收功能，满足L、S波段多功能一体化有源相控阵设备多种工作状态时对T/R组件功能和性能指标的不同要求。双极化多功能超宽带T/R组件工作于双极化L波段滤波接收功能时，前端收发通道1中极化开关4根据系统控制选择水平极化天线或垂直极化天线，接收到信号进入L波段滤波接收支路，依次通过三选一开关5、带通滤波器6、L波段限幅低噪放7、二功分器8、收发开关10、L波段移相器11、二选一开关12和数控衰减器13，然后经公用八功分器2合成通过组件公用接口输出至后级电路，实现了L波段接收信号的极化选择、带通滤波、低噪声放大、相位控制、衰减控制和合成输出。双极化多功能超宽带T/R组件工作于双极化L波段独立接收输出功能时，前端收发通道1中极化开关4根据系统控制选择水平极化天线或垂直极化天线，接收到信号进入L波段独立接收支路，依次通过三选一开关5、带通滤波器6、L波段限幅低噪放7和二功分器8，然后经独立八功分器3合成通过组件独立接口输出至后级电路，实现了L波段接收信号的极化选择、带通滤波、低噪声放大、合成和独立端口输出。双极化多功能超宽带T/R组件工作于双极化S波段接收功能时，前端收发通道1中极化开关4根据系统控制选择水平极化天线或垂直极化天线，接收到信号进入S波段接收支路，依次通过三选一开关5、高通滤波器14、S波段限幅器15、S波段移相器16、二选一开关12和数控衰减器13，然后经公用八功分器2合成通过组件公用接口输出至后级电路，实现了S波段接收信号的极化选择、高通滤波、低噪声放大、相位控制、衰减控制和合成输出。双极化多功能超宽带T/R组件工作于双极化发射功能时，从公用接口输入的发射信号经公用八功分器2功分输出至前端收发通道1发射支路，依次通过数控衰减器13、二选一开关12、L波段移相器11、收发开关10、功放9和三选一开关5，然后进入极化开关4，根据系统控制选择，将发射信号输出至水平极化天线或垂直极化天线。实现了发射信号的功分、衰减控制、移相控制、放大和极化选择发射。

Claims (4)

1.一种双极化多功能超宽带T/R组件，由八个前端收发通道（1），一个公用八功分器（2）和一个独立八功分器（3）组成，其特征在于：所述八个前端收发通道结构、功能和参数完全相同，由极化开关（4）、L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路组成。
2.根据权利1所述的一种双极化多功能超宽带T/R组件，其特征在于：所述L波段滤波接收支路由依次连接的三选一开关（5）、带通滤波器（6）、L波段限幅低噪放（7）、二功分器（8）、收发开关（10）、L波段移相器（11）、二选一开关（12）和数控衰减器（13）组成；L波段独立接收支路由依次连接的三选一开关（5）、带通滤波器（6）、L波段限幅低噪放（7）和二功分器（8）组成；S波段接收支路由依次连接的三选一开关（5）、高通滤波器（14）、S波段限幅器（15）、S波段移相器（16）、二选一开关（12）和数控衰减器（13）组成；发射支路由依次连接的数控衰减器（13）、二选一开关（12）、L波段移相器（11）、收发开关（10）、功放（9）和三选一开关（5）组成。
3.根据权利1所述的一种双极化多功能超宽带T/R组件，其特征在于：所述前端收发通道（1）采用多支路电路共用设计，L波段滤波接收支路和L波段独立接收支路共用带通滤波器（6）和L波段限幅低噪放（7）；L波段滤波接收支路和发射支路共用L波段移相器（11）；L波段滤波接收支路、S波段接收支路和发射支路共用数控衰减器（13）。
4.根据权利1所述的一种双极化多功能超宽带T/R组件，其特征在于所述L波段滤波接收支路、L波段独立接收支路、S波段接收支路和发射支路通过开关选择工作；当三选一开关（5）第一端口与第二端口接通，收发开关（10）第一端口与第二端口接通，二选一开关（12）第一端口与第二端口接通时，L波段滤波接收支路和L波段独立接收支路工作；当三选一开关（5）第一端口与第四端口接通，二选一开关（12）第一端口与第三端口接通时，S波段接收支路工作；当三选一开关（5）第一端口与第三端口接通，收发开关（10）第一端口与第三端口接通，二选一开关（12）第一端口与第二端口接通时，发射支路工作。
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