CN108092677B

CN108092677B - 一种发射组件

Info

Publication number: CN108092677B
Application number: CN201711435132.7A
Authority: CN
Inventors: 吴光明; 张玉霞
Original assignee: Beijing Institute of Radio Measurement
Current assignee: Beijing Institute of Radio Measurement
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2020-06-02
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: CN108092677A

Abstract

本发明公开一种发射组件，该发射组件为采用发射通道备份技术的X波段发射组件，其采用脉冲工作方式；发射组件的工作状态分为主发射通道工作状态和备份发射通道工作状态，默认工作状态为主发射通道工作状态，当主发射通道工作异常时，系统自动切换至备份发射通道工作状态。采用发射通道备份技术的X波段发射组件实现了两路33dBm的峰值功率信号输出，功率增益为23dB，二次谐波抑制大于45dBc，杂散小于‑70dBc，本发明公开的发射组件解决了目前X波段发射组件监测功能简单，任务可靠性较低的问题，主要应用于对系统工作任务可靠性要求高的情况。

Description

一种发射组件

技术领域

本发明涉及雷达应用领域。更具体地，涉及一种发射组件，特别是一种采用发射通道备份技术的X波段发射组件。

背景技术

发射组件是X波段有源相控阵雷达系统的重要组成部分，主要功能是产生天线阵面的发射推动功率信号，对发射通道的可靠性要求非常高。传统的X波段发射组件，包括：发射通道、控制电路和电源电路，其中发射通道包括：隔离器、驱动放大器和功率放大器。传统的X波段发射组件存在监测功能简单，任务可靠性较低的缺点。

鉴于现有技术中存在的上述问题，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发射组件，更具体地，涉及一种采用发射通道备份技术的X波段发射组件，以解决目前X波段发射组件监测功能简单、任务可靠性较低的问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种发射组件，包括：

第一切换单元，用于对外部激励信号的输入通道进行切换；

主发射通道，对所述外部激励信号进行功率放大产生功率放大信号；

备份发射通道，对所述外部激励信号进行功率放大产生功率放大信号；

第二切换单元，用于对所述功率放大信号的输出通道进行切换；

控制单元，基于外部反馈信号，控制所述第一切换单元和所述第二切换单元切换信号发射通道。

优选地，所述主发射通道的优先级高于所述备份发射通道。

优选地，还包括与所述控制单元依次连接的第一检波器和第一耦合器，所述控制单元对利用第一检波器对所述第一耦合器获取的功率放大信号的输出状态进行检测。

优选地，还包括与所述控制单元依次连接的第二检波器和第二耦合器，所述控制单元对利用第二检波器对所述第二耦合器获取的功率放大信号的输出状态进行检测。

优选地，还包括与所述第二耦合器的输出端连接的一分二功分器。

优选地，还包括电源电路，所述电源电路为所述发射组件供电。

优选地，所述控制单元基于对主发射通道和备份发射通道的电流，电压和脉宽的监测，对所述电源电路进行供电控制，以使所述控制单元和所述电源电路相配合对所述主发射通道和所述备份发射通道进行负电压、过流和过脉宽保护。

优选地，所述主发射通道包括依次连接的第一衰减器，第一驱动放大器，第一隔离器，第一功率放大器和第二隔离器。

优选地，所述备份发射通道包括依次连接的第二衰减器，第二驱动放大器，第三隔离器，第二功率放大器和第四隔离器。

优选地，所述第一切换单元和/或第二切换单元采用微波开关。

本发明的有益效果如下：

本发明采用发射通道备份技术，不仅实现了传统发射组件产生功率放大信号的功能，而且实现了发射通道的备份功能，本发明默认工作在主发射通道工作状态，当主发射通道工作异常时，系统能够产生报警信号，并自动切换至备份发射通道，继续正常工作。本发明采用了+352V电源供电，减小了发射组件工作电流，提高了组件的电提高了系统的任务可靠性磁兼容性。该X波段发射组件通过测试验收，其输出功率大于33dBm，功率增益为23dB，二次谐波抑制大于45dBc，杂散小于-70dBc，具有负电保护功能、过流保护功能和过脉宽保护功能，散热性能良好，具有很高的可靠性和环境适应性，可用于工程使用。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明发射组件连接的示意图；

图2为本发明主发射通道连接的示意图。

附图标记：

1-第一耦合器；

2-第一开关；

3-主发射通道；

4-备份发射通道；

5-第二开关；

6-第二耦合器；

7-一分二功分器；

8-第一检波器；

9-第二检波器；

10-控制电路；

11-电源电路

12-第一衰减器；

13-第一驱动放大器；

14-第一隔离器；

15-第一功率放大器；

16-第二隔离器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明的发明人发现传统的X波段发射组件，存在监测功能简单，任务可靠性较低。在传统的X波段发射组件中，一般包括：发射通道、控制电路和电源电路，其中发射通道包括：隔离器、驱动放大器和功率放大器。本发明的发明人发现在原有发射组件的基础上，增加备份发射通道，可提高系统任务的可靠性。将发射组件的工作状态分为主发射通道工作状态和备份发射通道工作状态，默认工作状态为主发射通道工作状态，当主发射通道工作异常时，系统自动切换至备份发射通道工作状态。采用发射通道备份技术的X波段发射组件可以实现两路33dBm的峰值功率信号输出，功率增益为23dB，二次谐波抑制大于45dBc，杂散小于-70dBc。

本发明的发射组件包括：

第一切换单元，用于对外部激励信号的输入通道进行切换；

主发射通道，对外部激励信号进行功率放大产生功率放大信号；

备份发射通道，对外部激励信号进行功率放大产生功率放大信号；

第二切换单元，用于对功率放大信号的输出通道进行切换；

控制单元，基于外部反馈信号，控制第一切换单元和第二切换单元切换信号发射通道。

主发射通道的优先级高于备份发射通道。

如图1所示，第一切换单元为第一开关2，第二切换单元为第二开关5，控制单元为控制电路10。本方案中优选地的第一开关2和第二开关5均采用微波开关。

外部激励信号通过第一开关2进入主发射通道3，在主发射通道3中进行功率放大，功率放大后的放大信号通过第二开关5输出；在上述过程中，控制电路10对外部激励信号的输入状态进行检测，检测符合发射要求后允许外部激励信号通过第一开关2进入主发射通道3，外部激励信号在主发射通道3中被放大功率形成放大信号，放大信号从第二开关5输出，在第二开关5输出放大信号后，控制电路10会接收到关于输出的放大信号的反馈信号，控制电路10基于该反馈信号对主发射通道3的工作状态进行判断，如果主发射通道3的工作状态正常，则外部激励信号会继续进入主发射通道3，如果主发射通道3的工作状态出现异常，控制电路10会发出报警信号，第一开关2的选择端选择备份发射通道4的输入端，外部激励信号进入备份发射通道4进行功率放大，同时第二开关5的选择端选择备份发射通道4的输出端。

作为对本发明的一个改进，发射组件还包括与控制电路10依次连接的第一检波器8和第一耦合器1，第一耦合器1获取外部激励信号得到第一耦合信号，第一耦合信号进入第一检波器8进行检波，控制电路10检测外部激励信号的输入状态，检测符合发射要求后，控制电路10控制第一开关2的选择端选择主发射通道3的输入端，外部激励信号输入主发射通道3。

作为对本发明的一个改进，本发明发射组件还包括与控制电路10依次连接的第二检波器9和第二耦合器6，控制电路10对第二耦合器6获取的功率放大后的放大信号的输出状态进行检测，输出的放大信号经第二耦合器6获得第二耦合信号，第二耦合信号进入第二检波器9进行检波，控制电路10检测放大信号的输出状态，通过对放大信号输出状态的检测，控制电路10判断主发射通道3的工作状态是否正常，如果主发射通道3的工作状态正常，则后续的外部激励信号继续输入主发射通道3进行功率放大，如果主发射通道3的工作状态出现异常，控制电路10发出报警信号，后续的外部激励信号输入备份发射通道4。

作为对本发明的一个改进，本发明发射组件还包括与第二耦合器6连接的一分二功分器7，输出的放大信号通过一分二功分器7形成两路等幅同相的功率信号，从一分二功分器7的两个输出端口输出。

作为对本发明的一个改进，本发明发射组件还包括电源电路11，电源电路11为第一开关2，主发射通道3，备份发射通道4，第二开关5，第一检波器8和第二检波器9供电。

作为对本发明的一个改进，本发明发射组件控制电路10基于对主发射通道3和备份发射通道4的电流，电压和脉宽的监测，对电源电路11进行供电控制，以使控制电路10和电源电路11相配合对主发射通道3和备份发射通道4进行负电压、过流和过脉宽保护。

如图2所示，作为对本发明的一个改进，本发明发射组件主发射通道3包括依次连接的第一衰减器12，第一驱动放大器13，第一隔离器14，第一功率放大器15和第二隔离器16。

作为对本发明的一个改进，本发明发射组件备份发射通道4包括依次连接的第二衰减器，第二驱动放大器，第三隔离器，第二功率放大器和第四隔离器。

本发明的实施方式具体如下：

本发明的一种发射组件包括：控制电路10和电源电路11，还包括：第一耦合器1、第一开关2、主发射通道3、备份发射通道4、第二开关5、第二耦合器6、一分二功分器7、第一检波器8和第二检波器9。其中主发射通道3包括：第一衰减器12、第一驱动放大器13、第一隔离器14、第一功率放大器15和第二隔离器16；备份发射通道4包括第二衰减器、第二驱动放大器、第三隔离器、第二功率放大器和第四隔离器。备份发射通道4的结构与主发射通道3的结构相同。

第一耦合器1的主传输线一端作为发射组件的微波输入端口X1、一分二功分器7的两个输出端分别作为发射组件的微波输出端口X2和X3。第一耦合器1的耦合端与第一检波器8的输入端连接，第一耦合器1的主传输线的另一端与第一开关2的公共端连接；第一开关2的两个选择端分别与主发射通道3和备份发射通道4的微波输入端连接；第一衰减器12的输入端作为主发射通道3的微波输入端X4；第一衰减器12、第一驱动放大器13、第隔离器A14、第功率放大器15和第二隔离器16顺次串联，第二隔离器16的输出端作为主发射通道3的微波输出端X5，与第二开关5的一个选择端连接；备份发射通道4中的器件与主发射通道3中的器件相同；第二开关5的另一个选择端与备份发射通道4的微波输出端连接，第二开关5的公共端与第二耦合器6的主传输线一端连接，第二耦合器6的主传输线的另一端与一分二功分器7的输入端连接，第二耦合器6的耦合端与第二检波器9的输入端连接。控制电路10的输出端通过导线分别与第一开关2、主发射通道3、备份发射通道4、第二开关5、第一检波器8和第二检波器9的控制输入端连接；电源电路11的输出端通过导线分别与第一开关2、主发射通道3、备份发射通道4、第二开关5、第一检波器8和第二检波器9的电源输入端连接。

工作时，控制电路10负责与外部波控进行数据交换，接收第一检波器8和第二检波器9的检波反馈信号，对发射组件内部的第一开关2、主发射通道3、备份发射通道4、第二开关5进行工作状态控制；电源电路11负责为第一开关2、主发射通道3、备份发射通道4、第二开关5、第一检波器8和第二检波器9提供二次稳压电源，主发射通道3和备份发射通道4的电源相互隔离；控制电路10和电源电路11配合共同实现对主发射通道3和备份发射通道4的负电压保护、过流保护功能和过脉宽保护功能。

发射组件的工作状态分为主发射通道工作状态和备份发射通道工作状态。主发射通道工作状态下，第一开关2的选择端选择主发射通道3的微波输入端，第二开关5的选择端选择主发射通道3的微波输出端。微波激励信号由端口X1进入发射组件，经过第一耦合器1，主信号到达第一开关2，耦合信号到达第一检波器8进行检波，主信号经过第一开关2，到达主发射通道3，然后依次经过主发射通道3内部的第一衰减器12、第一驱动放大器13、第一隔离器A14、第一功率放大器15和第二隔离器B16，产生大功率微波信号，到达第二耦合器6，经过第二耦合器6，到达一分二功分器7，形成两路等幅同相的微波功率信号分别从端口X2和X3输出。备份发射通道工作状态下，第一开关2的选择端选择备份发射通道4的微波输入端，第二开关5的选择端选择备份发射通道4的微波输出端。微波激励信号由端口X1进入发射组件，经过第一耦合器1，主信号到达第一开关2，耦合信号到达第一检波器8进行检波，主信号经过第一开关2，到达备份发射通道4，产生大功率微波信号，到达第二耦合器6，经过第二耦合器6，到达一分二功分器7，形成两路等幅同相的微波功率信号分别从端口X2和X3输出。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种发射组件，其特征在于，包括：

第一切换单元，用于对外部激励信号的输入通道进行切换；

控制单元，基于外部反馈信号，控制所述第一切换单元和所述第二切换单元切换信号发射通道；

所述控制单元，用于检测外部激励信号的输入状态，检测符合发射要求后，控制电路控制第一开关的选择端选择主发射通道的输入端；

与所述控制单元连接的第一检波器；

与所述第一检波器连接的第一耦合器；

所述第一检波器对所述第一耦合器获取的外部激励信号进行检波，所述控制单元对经过第一检波器检波后的外部激励信号的输入状态进行检测；

与所述控制单元连接的第二检波器；

与所述第二检波器连接的第二耦合器；

所述第二检波器对所述第二耦合器获取的功率放大信号进行检波，所述控制单元对经过第二检波器检波后的功率放大信号的输出状态进行检测。

2.根据权利要求1所述的发射组件，其特征在于，所述主发射通道的优先级高于所述备份发射通道。

3.根据权利要求1所述的发射组件，其特征在于，还包括与所述第二耦合器的输出端连接的一分二功分器。

4.根据权利要求1所述的发射组件，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路为所述发射组件供电。

5.根据权利要求4所述的发射组件，其特征在于，所述控制单元基于对主发射通道和备份发射通道的电流，电压和脉宽的监测，对所述电源电路进行供电控制，以使所述控制单元和所述电源电路相配合对所述主发射通道和所述备份发射通道进行负电压、过流和过脉宽保护。

6.根据权利要求1所述的发射组件，其特征在于，所述主发射通道包括依次连接的第一衰减器，第一驱动放大器，第一隔离器，第一功率放大器和第二隔离器。

7.根据权利要求1所述的发射组件，其特征在于，所述备份发射通道包括依次连接的第二衰减器，第二驱动放大器，第三隔离器，第二功率放大器和第四隔离器。

8.根据权利要求1所述的发射组件，其特征在于，所述第一切换单元和/或第二切换单元采用微波开关。