CN108828575A - 收发装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种收发装置。该装置包括：控制组件、第一信号处理组件、第二信号处理组件、单向传输组件、开关组件、移相组件和柔性基底；控制组件用于在收发装置通过第一端接收第一信号时，控制开关组件切换，使得接收支路导通，还用于在收发装置通过第三端接收第二信号时，控制开关组件切换，使得发射支路导通；柔性基底由柔性材料制成，用于承载控制组件、第一信号处理组件、第二信号处理组件、单向传输组件、开关组件和移相组件。通过控制开关组件，可选择性地导通接收支路和发射支路，使接收支路和发射支路能分时复用移相组件，减少器件数量，缓解电磁兼容和散热问题。

Description

收发装置

技术领域

本公开涉及柔性电子器件领域，尤其涉及一种收发装置。

背景技术

在现代相控阵雷达中，每个天线和中频处理器之间都连接了一个收发装置，主要用于对微波信号进行初步的处理，如放大、衰减、移相等，是雷达技术的核心组成。通过收发装置连成的有源相控阵雷达，比起无源相控阵雷达，能量损耗更低，探测距离更长，并且散热更好，因此受到广泛的应用。随着对雷达系统性能的需求越来越高，对收发装置也提出了更高的要求，如高精度、高分辨率、小体积等。

系统级封装技术(SIP)是一种将多个不同功能的芯片、微机电系统(MEMS)器件等电子元件集成到一个封装系统之内的技术，简单来说就是先集成后封装，如此一来焊点的数量能大大减少，元器件的连接损耗也会减小，寄生阻抗减低，在可靠性提高的同时能适应高频高速的信号。但是，在电磁环境复杂以及电子元器件集成密度高的情况下，较多重复功能的电子元器件会带来电磁兼容问题和散热问题。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种收发装置。

根据本公开的一方面，提供了一种收发装置，其特征在于，包括：控制组件、第一信号处理组件、第二信号处理组件、单向传输组件、开关组件、移相组件和柔性基底，

所述控制组件用于在所述收发装置通过第一端接收第一信号时，控制所述开关组件切换，使得由所述第一端、所述单向传输组件、所述第一信号处理组件、所述移相组件以及第二端组成的接收支路导通，所述第一信号经过所述第一信号处理组件和所述移相组件的处理后，获得处理后的第一信号并从所述第二端输出，

所述控制组件还用于在所述收发装置通过第三端接收第二信号时，控制所述开关组件切换，使得由所述第三端、所述第二信号处理组件、所述移相组件、所述单向传输组件以及所述第一端组成的发射支路导通，所述第二信号经过所述移相组件和所述第二信号处理组件处理后，获得处理后的第二信号并从所述第一端输出，

所述柔性基底由柔性材料制成，用于承载所述控制组件、所述第一信号处理组件、所述第二信号处理组件、所述单向传输组件、所述开关组件和所述移相组件。

在一种可能的实现方式中，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，

在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述第一信号依次经过所述限幅器、所述第一放大器、所述衰减器和所述移相组件的处理后，通过所述第二端输出。

在一种可能的实现方式中，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述第二信号依次经过所述移相组件和所述第二放大器的处理后，通过所述第一端输出。

在一种可能的实现方式中，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

所述单向传输组件设置在所述第一端、所述限幅器和所述第二放大器之间，

其中，在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述单向传输组件使所述第一信号从所述第一端传输至所述限幅器；

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述单向传输组件使所述第二信号从所述第二放大器传输至所述第一端。

在一种可能的实现方式中，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

所述开关组件包括第一开关，设置在所述第三端、所述衰减器和所述移相组件之间，

其中，在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述控制组件控制所述第一开关切换，使得所述衰减器和所述移相组件导通，所述第三端和所述移相组件断开；

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述控制组件控制所述第一开关切换，使得所述第三端和所述移相组件导通，所述衰减器和所述移相组件断开。

在一种可能的实现方式中，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

所述开关组件包括第二开关，设置在所述第二端、所述第二放大器和所述移相组件之间，

其中，在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述控制组件控制所述第二开关切换，使得所述移相组件和所述第二端导通，所述移相组件和所述第二放大器断开；

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述控制组件控制所述第二开关切换，使得所述移相组件和所述第二放大器导通，所述移相组件和所述第二端断开。

在一种可能的实现方式中，所述柔性基底包括多个凸起，所述凸起之间设置有沟槽，

其中，所述控制组件、所述第一信号处理组件、所述第二信号处理组件、所述单向传输组件、所述开关组件、和所述移相组件均设置在所述凸起上；

所述沟槽用于在所述柔性基底发生变形时承受应变载荷。

在一种可能的实现方式中，收发装置应用于天线收发系统中，所述天线收发系统还包括天线及处理装置，

其中，所述收发装置在所述接收支路导通时接收来自所述天线的第一信号，并向所述处理装置发送处理后的第一信号；

在所述发射支路导通时接收来自所述处理装置的第二信号，并向所述天线发射处理后的第二信号。

根据本公开的各方面的收发装置，通过控制组件来控制开关组件，使收发装置在需要接收信号时导通接收支路，并在需要发射信号时导通发射支路，使得接收支路和发射支路能够分时复用移相组件，减少了收发装置中的器件数量，有效缓解了电磁兼容和散热问题。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的收发装置的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的柔性基底的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1是根据本公开的示例性实施例的收发装置10的示意图。如图1所示，收发装置10可包括控制组件11、第一信号处理组件12、第二信号处理组件13、开关组件14、移相组件15、柔性基底16和单向传输组件17。

控制组件11用于在收发装置10通过第一端接收第一信号时，控制开关组件14切换，使得由所述第一端、第一信号处理组件12、单向传输组件17、移相组件15以及第二端组成的接收支路导通，所述第一信号经过第一信号处理组件12和移相组件15的处理后，获得处理后的第一信号并从所述第二端输出。

控制组件11还用于在收发装置10通过第三端接收第二信号时，控制开关组件14切换，使得由所述第三端、第二信号处理组件13、移相组件15、单向传输组件17以及所述第一端组成的发射支路导通，所述第二信号经过移相组件15和第二信号处理组件13处理后，获得处理后的第二信号并从所述第一端输出。

柔性基底16由柔性材料制成，用于承载控制组件11、第一信号处理组件12、第二信号处理组件13、单向传输组件17、开关组件14和移相组件15。

根据本公开的实施例的收发装置10，通过控制组件来控制开关组件，使收发装置在需要接收信号时导通接收支路，并在需要发射信号时导通发射支路，使得接收支路和发射支路能够分时复用移相组件，减少了收发装置中的器件数量，有效缓解了电磁兼容和散热问题。

在一种可能的实现方式中，所述收发装置可应用于天线收发系统中。天线收发系统可包括天线、收发装置10和处理装置。在示例中，收发装置10在接收支路导通时可接收来自天线的第一信号，并向处理装置发送处理后的第一信号。在发射支路导通时可接收来自处理装置的第二信号，并向天线发送处理后的第二信号。在示例中，天线可接收第一信号，并将第一信号传输至所述收发装置的第一端，以及将处理后的第二信号向外发射。在示例中，处理装置可以是中频处理器，用于对所述处理后的第一信号进行进一步的处理，并用于产生第二信号。

在一种可能的实现方式中，中频处理器可包括滤波组件、震荡组件和混频组件等。滤波组件用于对输入信号进行滤波，消除输入信号的噪声。震荡组件用于产生正弦波，以用作载波信号。混频组件用于改变输入信号，将输入信号调整适于处理的频率，或这调制后的信号的频率，将调制后的信号调整到信号传播的指定频率。

在示例中，处理后的第一信号作为中频处理器的输入信号，经过滤波组件和混频组件的处理后，可用作进一步的信号处理和分析工作。在示例中，中频处理器的震荡组件产生正弦波，以作为载波信号，用于对向外发射的信号进行调制，经过混频组件的处理后，产生第二信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一端可用于连接天线，可接收或发射信号，所述第二端和第三端可用于连接处理器等处理或生成信号的装置，在示例中，第二端和第三端可连接中频处理器。

在一种可能的实现方式中，当天线接收第一信号时，收发装置10可使接收支路导通，以接收并处理天线的第一信号，并将处理后的第一信号输出至中频处理器。收发装置10的控制组件11可控制开关组件14，使得由收发装置10的第一端、单向传输组件17、第一信号处理组件12、移相组件15以及第二端组成的接收支路导通，从而使得第一信号可从所述天线经过收发装置10到达中频处理器。

在一种可能的实现方式中，当中频处理器生成第二信号时，收发装置可使发射支路导通，以接收并处理中频处理器的第二信号，并将处理后的第二信号输出至天线，使得天线可将处理后的第二信号向外发射。收发装置10的控制组件11可控制开关组件14，使得由收发装置10的第三端、第二信号处理组件13、移相组件15、单向传输组件17以及第一端组成的发射支路导通，从而使得第二信号可从中频处理器经过收发装置10到达天线，并通过天线向外发射。

在一种可能的实现方式中，控制组件11可以是单片机、CPU、MPU、FPGA等任何能进行输出控制指令的器件，控制组件11可以通过专用硬件电路实现，也可以通过通用控制部件结合可执行逻辑指令实现，以生成控制组件11的控制指令。在示例中，控制组件11可根据收发信号的时序逻辑来控制开关组件14的切换。

在一种可能的实现方式中，第一信号处理组件12可包括限幅器121、第一放大器122和衰减器123。在收发装置10通过第一端接收第一信号时，第一信号依次经过限幅器121、第一放大器122、衰减器123和移相组件15的处理后，获得处理后的第一信号，并通过所述第二端输出。

在示例中，限幅器121用于限制第一信号的电平的幅值，以满足中频处理器对信号幅值的要求，保护中频处理器。

在示例中，第一放大器122可以是低噪声放大器，所述低噪声放大器噪声系数小，可防止噪声掩盖有效信号。在第一信号经过收发装置10时，装置内部的各个组件均可能会产生噪声。第一放大器122可放大第一信号，使得装置的内部噪声信号强度相对于放大后的第一信号的信号强度是很小的，从而减小了收发装置10的内部噪声对第一信号的干扰。

在示例中，衰减器123可根据中频处理器对信号幅值的要求，对放大后的第一信号进行衰减。在信号衰减过程中，同时将放大后的第一信号的收发装置10的内部噪声进行衰减，使中频处理器接收到的信号满足处理要求，并减小了噪声信号的强度。

在一种可能的实现方式中，第二信号处理组件13可包括第二放大器131。在收发装置10通过第三端接收第二信号时，第二信号依次经过移相组件15和第二放大器131的处理后，获得处理后的第二信号，并通过所述第一端输出。

在示例中，第二放大器131可以是功率放大器。信号在经过天线发射的过程中，收发装置10和天线均可能产生噪声，并且在信号被天线向外发射后，在传输过程中信号可能会受到传输介质中的噪声干扰，信号强度也可能在传输过程中受到损耗，因此，在向外发射第二信号前，可对第二信号进行功率放大。中频处理器生成第二信号后，收发装置10通过第三端接收第二信号，通过移相组件15进行处理，并通过第二放大器将移相组件15处理后的信号进行功率放大。

在一种可能的实现方式中，在单向传输组件17中，某一个端口接收的信号仅可传输至另一特定端口，不可传输至其他端口，并且信号传输方向不可逆。

单向传输组件17设置在第一端、限幅器121和第二放大器131之间。在收发装置10通过第一端接收第一信号时，单向传输组件17使第一信号从第一端传输至限幅器121。

在示例中，在收发装置10通过第一端接收天线传输的第一信号时，单向传输组件17使第一信号仅能够从第一端传输至限幅器121，而无法传输至第二放大器131，从而使第一信号不会流向发射支路。

在一种可能的实现方式中，在收发装置10通过第三端接收第二信号时，单向传输组件17使第二信号从第二放大器131传输至第一端。

在示例中，在收发装置10通过第三端接收中频处理器传输的第二信号，并通过天线进行发射时，单向传输组件17使第二信号仅能够从第二放大器131传输至第一端，而无法传输至限幅器，从而使第二信号不会流向接收支路。

在示例中，单向传输组件17可以是环形器。本公开对单向传输组件17的类型不做限制。

在一种可能的实现方式中，开关组件包括第一开关141，第一开关141可设置在第三端、衰减器123和移相组件15之间，在收发装置10通过第一端接收第一信号时，控制组件11控制第一开关141切换，使得衰减器123和移相组件15导通，并使得第三端和移相组件15断开。

在示例中，收发装置10在接收天线的第一信号时，控制组件11可控制第一开关141将衰减器123和移相组件15导通，从而使得第一信号能够从衰减器123传输至移相组件15。同时，第三端和移相组件15之间是断开的，第三端无法向移相组件15发送信号，从而使接收支路和发射支路之间形成物理隔离，避免信号干扰。

在一种可能的实现方式中，在收发装置10通过第三端接收第二信号时，控制组件11控制第一开关141切换，使得第三端和移相组件15导通，并使得衰减器123和移相组件15断开。

在示例中，收发装置10在接收中频处理器传输的第二信号，并通过天线进行发射时，控制组件11可控制第一开关141将第三端和移相组件15导通，从而使第二信号能够从第三端传输至移相组件15。同时，衰减器123和移相组件15之间是断开的，第二放大器123无法向移相组件15传输信号，从而使接收支路和发射支路之间形成物理隔离，避免信号干扰。

在一种可能的实现方式中，开关组件包括第二开关142，第二开关142设置在第二端、第二放大器131和移相组件15之间，在收发装置10通过第一端接收第一信号时，控制组件11控制第二开关142切换，使得移相组件15和第二端导通，并使得移相组件15和第二放大器131断开。

在示例中，收发组件10在接收天线的第一信号时，控制组件11可控制第二开关142将移相组件15和第二端导通，从而使得第一信号能够从移相组件15传输至第二端。同时，移相组件15和第二放大器131之间是断开的，移相组件15无法向第二放大器131传输信号，从而使接收支路和发射支路之间形成物理隔离，避免信号干扰。

在一种可能的实现方式中，在收发装置10通过第三端接收第二信号时，控制组件11控制第二开关142切换，使得移相组件15和第二放大器131导通，并使得移相组件15和第二端断开。

在示例中，收发装置10在接收中频处理器传输的第二信号，并通过天线进行发射时，控制组件11可控制第二开关142将移相组件15和第二放大器131导通，从而使第二信号能够从移相组件15传输至第二放大器131。同时，移相组件15和第二端之间是断开的，移相组件15无法向第二端传输信号，从而使接收支路和发射支路之间形成物理隔离，避免信号干扰。

在示例中，收发装置10在接收天线的第一信号时，控制组件11可同时控制第一开关141和第二开关142切换，使衰减器123和移相组件15导通，移相组件15和第二端导通，并使第三端和移相组件15断开，移相组件15和第二放大器131断开。从而使第一信号依次经过单向传输组件17、限幅器121、第一放大器122、衰减器123和移相组件15，并通过第二端输出至中频处理器。

在示例中，收发装置10在接收中频处理器传输的第二信号，并通过天线进行发射时，控制组件11可同时控制第一开关141和第二开关142切换，使第三端和移相组件15导通，移相组件15和第二放大器131导通，并使衰减器123和移相组件15断开，移相组件15和第二端断开。从而使第二信号依次经过移相组件15、第二放大器131和单向传输组件17，并通过第一端传输至天线，以通过天线进行发射。

在示例中，第一开关141、第二开关142和第三开关143可以是电磁阀或电磁继电器等切换器件，本公开对第一开关141、第二开关142和第三开关143的类型不做限制。

图2是根据本公开的示例性实施例的柔性基底20的示意图。如图2所示，柔性基底20可包括多个凸起21，多个凸起21之间可设置有沟槽22,。在示例中，收发装置10的各个组件可设置在所述凸起上，即，控制组件11、第一信号处理组件12、第二信号处理组件13、开关组件14、单向传输组件17和移相组件15均可设置在凸起21上，组件之间可通过柔性导线23连接。

在一种可能的实现方式中，上述组件可焊接到凸起21上或键合至凸起21上。在柔性基底20受到应变载荷产生形变时，由于凸起21的厚度大于沟槽22，因此，形变主要由沟槽22来承受，即，应变载荷由沟槽22来承受，凸起21承受的形变较小，从而保护组件不被破坏。同时，柔性导线23的长度可大于组件之间的距离，在形变中，柔性导线23可被拉伸，防止组件被破坏。在示例中，沟槽22可用于承受剪切、弯曲、拉伸和扭转等应变载荷。此外，沟槽22还可用于组件的通风和散热。

在一种可能的实现方式中，收发装置10还可包括柔性封装24，柔性封装24可与柔性基底20接合，并保护组件。在示例中，可使用系统级封装(SIP)来封装各组件。

通过采用本公开的实施例，能够通过控制组件来控制开关组件，使收发装置在需要接收信号时导通接收支路，并在需要发射信号时导通发射支路，使得接收支路和发射支路能够分时复用移相组件，减少了收发装置中的器件数量，有效缓解了电磁兼容和散热问题。同时，柔性基底的凸起和沟槽结构可在受到应变载荷时保护组件，并使组件的热量通过沟槽散发出去，提高收发装置的散热性能。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普主控台通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种收发装置，其特征在于，包括：控制组件、第一信号处理组件、第二信号处理组件、单向传输组件、开关组件、移相组件和柔性基底，

所述控制组件用于在所述收发装置通过第一端接收第一信号时，控制所述开关组件切换，使得由所述第一端、所述单向传输组件、所述第一信号处理组件、所述移相组件以及第二端组成的接收支路导通，所述第一信号经过所述第一信号处理组件和所述移相组件的处理后，获得处理后的第一信号并从所述第二端输出，

所述控制组件还用于在所述收发装置通过第三端接收第二信号时，控制所述开关组件切换，使得由所述第三端、所述第二信号处理组件、所述移相组件、所述单向传输组件以及所述第一端组成的发射支路导通，所述第二信号经过所述移相组件和所述第二信号处理组件处理后，获得处理后的第二信号并从所述第一端输出，

所述柔性基底由柔性材料制成，用于承载所述控制组件、所述第一信号处理组件、所述第二信号处理组件、所述单向传输组件、所述开关组件和所述移相组件。

2.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，

在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述第一信号依次经过所述限幅器、所述第一放大器、所述衰减器和所述移相组件的处理后，通过所述第二端输出。

3.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述第二信号依次经过所述移相组件和所述第二放大器的处理后，通过所述第一端输出。

4.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

所述单向传输组件设置在所述第一端、所述限幅器和所述第二放大器之间，

其中，在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述单向传输组件使所述第一信号从所述第一端传输至所述限幅器；

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述单向传输组件使所述第二信号从所述第二放大器传输至所述第一端。

5.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

所述开关组件包括第一开关，设置在所述第三端、所述衰减器和所述移相组件之间，

其中，在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述控制组件控制所述第一开关切换，使得所述衰减器和所述移相组件导通，所述第三端和所述移相组件断开；

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述控制组件控制所述第一开关切换，使得所述第三端和所述移相组件导通，所述衰减器和所述移相组件断开。

6.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述第一信号处理组件包括限幅器、第一放大器和衰减器，所述第二信号处理组件包括第二放大器，

所述开关组件包括第二开关，设置在所述第二端、所述第二放大器和所述移相组件之间，

其中，在所述收发装置通过所述第一端接收第一信号时，所述控制组件控制所述第二开关切换，使得所述移相组件和所述第二端导通，所述移相组件和所述第二放大器断开；

在所述收发装置通过所述第三端接收第二信号时，所述控制组件控制所述第二开关切换，使得所述移相组件和所述第二放大器导通，所述移相组件和所述第二端断开。

7.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述柔性基底包括多个凸起，所述凸起之间设置有沟槽，

其中，所述控制组件、所述第一信号处理组件、所述第二信号处理组件、所述单向传输组件、所述开关组件和所述移相组件均设置在所述凸起上；

所述沟槽用于在所述柔性基底发生变形时承受应变载荷。

8.根据权利要求1所述的收发装置，其特征在于，所述收发装置应用于天线收发系统中，所述天线收发系统还包括天线及处理装置，

其中，所述收发装置在所述接收支路导通时接收来自所述天线的第一信号，并向所述处理装置发送处理后的第一信号；

在所述发射支路导通时接收来自所述处理装置的第二信号，并向所述天线发射处理后的第二信号。