CN109274395A - 一种6-18GHz多通道前端接收发射系统 - Google Patents

一种6-18GHz多通道前端接收发射系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种6‑18GHz多通道前端接收发射系统。该系统包括接收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分、发射源部分、自检源部分和屏蔽盒体。首先通过四个天线将外部6‑18GHz范围内的频率信号接收至接收发射部分，然后四路信号经过前端部分进行滤波、限幅、增益放大以及功率分配后，其中一部分信号进入方位测量部分，经过信号处理后提取出方位信息；另外一部分信号进入频率测量部分，经过信号处理后提取出频率信息；最后发射源部分产生相同特征的信号，通过接收发射部分进行发射，以达到干扰效果。自检源部分提供自检信号，来检查主通道工作是否正常。本发明具有集成度高、工作频段宽、指标一致性高的优点，应用前景广泛。

Description

一种6-18GHz多通道前端接收发射系统
技术领域
本发明属于微波技术领域，特别是一种6-18GHz多通道前端接收发射系统。
背景技术
随着雷达通信、电子侦察和电子对抗等领域的迅速发展，对微波射频信号在复杂环境下的信号处理能力要求越来越高。其中，接收发射系统是一种广泛应用于电子侦察和电子对抗方面的电子集成系统，能够在进行电子侦察时，快速地搜索外部信号的方位和频率信息；在进行电子对抗时，根据之前采集到的外部信号，快速发射相同特征的干扰信号。
传统的接收发射系统，通常是由几种组件装配而成的，各个组件需要独立调试，主要缺点有：1)工作频段较窄，通道一致性差；2)集成度低、体积大，成本高；3)调试量大，容易出现故障。因此，无法满足高集成度、高性能指标的宽频段多通道前端接收发射系统的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成度高、体积小、工作频段宽、指标一致性高的6-18GHz多通道前端接收发射系统。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种6-18GHz多通道前端接收发射系统，包括接收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分、发射源部分；
所述接收发射部分包括4个天线，4个天线接收外部6-18GHz范围内的频率信号，并分别输出至4路对应的前端部分；
所述前端部分包括4路，每一路将接收到的信号进行滤波、限幅、增益放大后，进行功率分配得到第一信号、第二信号，其中第一信号进入方位测量部分，第二信号进入频率测量部分；
所述方位测量部分接收前端部分输出的4路第一信号，根据该4路第一信号提取出方位信息；
所述频率测量部分接收前端部分输出的4路第二信号，根据该4路第二信号提取出频率信息；
所述发射源部分产生特征相同的干扰信号，通过接收发射部分进行发射。
进一步地，该系统还包括自检源部分，所述自检源部分包括依次连接的自检源和第二功分器，自检源产生自检信号，该自检信号经过第二功分器后，分为4路信号分别进入后面的主通路，来检查主通路工作是否正常。
进一步地，还包括屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，所述收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分放置在上层空腔内，所述发射源部分、自检源部分放置在下层空腔内。
进一步地，所述接收发射部分包括依次连接的天线、自检切换开关和接收发射切换开关，4个天线分别接收外部6-18GHz范围内的信号，4路信号分别经过自检切换开关和接收发射切换开关后输入前端部分。
进一步地，每路前端部分包括依次连接的带通滤波器、限幅器、低噪声放大器和第一功分器，接收发射部分输出的每一路信号分别经过带通滤波器、限幅器、低噪声放大器后，由第一功分器进行功率分配得到第一信号、第二信号。
进一步地，所述方位测量部分包括4个视频检波电路和1个方位测量电路，4个视频检波电路分别接收前端部分输出的第一信号，然后将该4路输出信号均发送至方位测量电路，方位测量电路根据接收到的4路信号提取出方位信息。
进一步地，所述频率测量部分包括依次连接的单刀四掷开关和频率测量电路，单刀四掷开关接收前端部分输出的4路第二信号，频率测量电路根据接收到的4路信号提取出频率信息。
进一步地，所述发射源部分包括依次连接的干扰源和干扰源切换开关，所述干扰源产生特征相同的干扰信号，分别经过干扰源切换开关、接收发射切换开关和自检切换开关后，由天线将干扰信号向外部发射。
进一步地，所述自检切换开关、接收发射切换开关，用于进行接收、发射、自检三种状态的动态选择控制：
当自检切换开关切换至天线时，依次连接的接收发射切换开关动态切换至接收通道，此时系统为接收状态；
当自检切换开关切换至天线时，依次连接的接收发射切换开关动态切换至发射源部分，此时系统为发射状态；
当自检切换开关切换至自检源部分时，依次连接的接收发射切换开关动态切换至前端部分，此时系统为自检状态。
进一步地，所述接收发射部分和前端部分，分别采用集成化的多功能芯片，所述多功能芯片为GaAs工艺的MMIC芯片；所述方位测量部分、频率测量部分、发射源部分、自检源部分，均采用微带工艺制造。
本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：(1)能够同时实现四路微波信号的接收和发射功能；(2)能够同时实现四路微波信号的方位测量功能、频率测量功能和自检功能，且四路方位测量和频率测量精度高；(3)电路中采用集成化的的多功能芯片，具有宽频带、大动态范围、低噪声的优点；(4)所有电路均采用先进的微组装混合集成工艺进行生产装配，减小了电路尺寸，具有体积小、性能稳定、指标一致性高的优点，适用于雷达、电子侦察和电子对抗等各类微波系统中。
附图说明
图1为本发明6-18GHz多通道前端接收发射系统的电路结构示意图。
图中，1天线；2自检切换开关；3接收发射切换开关；4带通滤波器；5限幅器；6低噪声放大器；7第一功分器；8视频检波电路；9方位测量电路；10单刀四掷开关；11频率测量电路；12干扰源；13干扰源切换开关；14自检源；15第二功分器。
具体实施方式
本发明6-18GHz多通道前端接收发射系统，包括接收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分、发射源部分；
所述接收发射部分包括4个天线，4个天线接收外部6-18GHz范围内的频率信号，并分别输出至4路对应的前端部分；
所述前端部分包括4路，每一路将接收到的信号进行滤波、限幅、增益放大后，进行功率分配得到第一信号、第二信号，其中第一信号进入方位测量部分，第二信号进入频率测量部分；
所述方位测量部分接收前端部分输出的4路第一信号，根据该4路第一信号提取出方位信息；
所述频率测量部分接收前端部分输出的4路第二信号，根据该4路第二信号提取出频率信息；
所述发射源部分产生特征相同的干扰信号，通过接收发射部分进行发射。
进一步地，该系统还包括自检源部分，所述自检源部分包括依次连接的自检源14和第二功分器15，自检源14产生自检信号，该自检信号经过第二功分器15后，分为4路信号分别进入后面的主通路，来检查主通路工作是否正常。
进一步地，还包括屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，所述收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分放置在上层空腔内，所述发射源部分、自检源部分放置在下层空腔内。
进一步地，所述接收发射部分包括依次连接的天线1、自检切换开关2和接收发射切换开关3，4个天线1分别接收外部6-18GHz范围内的信号，4路信号分别经过自检切换开关2和接收发射切换开关3后输入前端部分。
进一步地，每路前端部分包括依次连接的带通滤波器4、限幅器5、低噪声放大器6和第一功分器7，接收发射部分输出的每一路信号分别经过带通滤波器4、限幅器5、低噪声放大器6后，由第一功分器7进行功率分配得到第一信号、第二信号。
进一步地，所述方位测量部分包括4个视频检波电路8和1个方位测量电路9，4个视频检波电路8分别接收前端部分输出的第一信号，然后将该4路输出信号均发送至方位测量电路9，方位测量电路9根据接收到的4路信号提取出方位信息。
进一步地，所述频率测量部分包括依次连接的单刀四掷开关10和频率测量电路11，单刀四掷开关10接收前端部分输出的4路第二信号，频率测量电路11根据接收到的4路信号提取出频率信息。
进一步地，所述发射源部分包括依次连接的干扰源12和干扰源切换开关13，所述干扰源12产生特征相同的干扰信号，分别经过干扰源切换开关13、接收发射切换开关3和自检切换开关2后，由天线1将干扰信号向外部发射。
进一步地，所述自检切换开关2、接收发射切换开关3，用于进行接收、发射、自检三种状态的动态选择控制：
当自检切换开关2切换至天线1时，依次连接的接收发射切换开关3动态切换至接收通道，此时系统为接收状态；
当自检切换开关2切换至天线1时，依次连接的接收发射切换开关3动态切换至发射源部分，此时系统为发射状态；
当自检切换开关2切换至自检源部分时，依次连接的接收发射切换开关3动态切换至前端部分，此时系统为自检状态。
进一步地，所述接收发射部分和前端部分，分别采用集成化的多功能芯片，所述多功能芯片为GaAs工艺的MMIC芯片；所述方位测量部分、频率测量部分、发射源部分、自检源部分，均采用微带工艺制造。
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
实施例
结合图1，本发明6-18GHz多通道前端接收发射系统，包括接收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分、发射源部分、自检源部分和屏蔽盒体；
所述接收发射部分包括依次连接的天线1、自检切换开关2和接收发射切换开关3；所述前端部分包括依次连接的带通滤波器4、限幅器5、低噪声放大器6和第一功分器7；所述方位测量部分包括依次连接的视频检波电路8和方位测量电路9；所述频率测量部分包括依次连接的单刀四掷开关10和频率测量电路11；所述发射源部分包括依次连接的干扰源12和干扰源切换开关13；所述自检源部分包括依次连接的自检源14和第二功分器15；
首先四个天线1将外部6-18GHz范围内的信号接收至接收发射部分，四路信号分别经过自检切换开关2和接收发射切换开关3后进入前端部分；然后四路信号分别经过带通滤波器4、限幅器5、低噪声放大器6和第一功分器7后分为八路信号；其中四路信号进入方位测量部分，经过视频检波电路8后进入方位测量电路9，提取出信号的方位信息；另外的四路信号进入频率测量部分，经过单刀四掷开关10后进入频率测量电路11，提取出信号的频率信息；最后发射源部分中的干扰源12产生特征相同的干扰信号，分别经过干扰源切换开关13、接收发射切换开关14和自检切换开关2后，由天线1将干扰信号向外部发射；
自检源部分由自检源14产生自检信号，分别经过第二功分器15后，分为四路信号后分别进入后面的主通路，来检查主通路工作是否正常。
作为一种具体示例，所述接收发射部分和前端部分采用集成化的多功能芯片，并且在系统中对称分布，用于保证四路射频信号和视频检波信号的幅度一致性。
作为一种具体示例，所述的屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，上层空腔内放置接收发射部分、前端部分、方位测量部分和频率测量部分，下层空腔内放置发射源部分和自检源部分。
作为一种具体示例，所述天线1、自检切换开关2和接收发射切换开关3组成集成化的的多功能芯片1；带通滤波器4、限幅器5、低噪声放大器6和第一功分器7组成集成化的的多功能芯片2，多功能芯片1和多功能芯片2均为GaAs工艺的MMIC芯片。
作为一种具体示例，所述视频检波电路8、方位测量电路9、单刀四掷开关10、频率测量电路11、干扰源12、干扰源切换开关13、自检源14和第二功分器15，均采用微带工艺制造。
作为一种具体示例，所述接收发射部分中自检切换开关2和接收发射切换开关3依次连接，用于进行接收、发射、自检三种状态的动态选择控制。
本发明一种6-18GHz多通道前端接收发射系统，主要用于电子侦察和电子对抗方面，在进行电子侦察时，能够快速地搜索外部信号的方位和频率信息；在进行电子对抗时，能够根据之前采集到的外部信号，快速发射相同特征的干扰信号。系统中的天线一旦接收到外部信号，通过内部的前端部分对外部信号进行滤波、限幅、增益放大后功分为两个通道分别处理，其中一个通道经过视频检波后进入方位测量电路，经过信号处理后获得外部信号的方位信息，另外一个通道经过开关切换后进入频率测量电路，经过信号处理后获得外部信号的频率信息。最后根据已经采集到的外部信号的方位和频率信息，发射源部分中的干扰源产生特征相同的干扰信号，通过天线向外界发射干扰信号以进行电子对抗。
本发明不仅可以同时实现四路微波信号的接收和发射功能，还可以同时实现四路微波信号的方位测量功能、频率测量功能和自检功能，且四路方位测量和频率测量精度高。本发明的电路中采用集成化的多功能芯片，因此具有体积小、性能稳定、指标一致性高的优点，能够适用于雷达通信、电子侦察和电子对抗等各类微波系统中，应用前景非常广泛。

Claims (10)

1.一种6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，包括接收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分、发射源部分；
所述接收发射部分包括4个天线，4个天线接收外部6-18GHz范围内的频率信号，并分别输出至4路对应的前端部分；
所述前端部分包括4路，每一路将接收到的信号进行滤波、限幅、增益放大后，进行功率分配得到第一信号、第二信号，其中第一信号进入方位测量部分，第二信号进入频率测量部分；
所述方位测量部分接收前端部分输出的4路第一信号，根据该4路第一信号提取出方位信息；
所述频率测量部分接收前端部分输出的4路第二信号，根据该4路第二信号提取出频率信息；
所述发射源部分产生特征相同的干扰信号，通过接收发射部分进行发射。
2.根据权利要求1所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，该系统还包括自检源部分，所述自检源部分包括依次连接的自检源(14)和第二功分器(15)，自检源(14)产生自检信号，该自检信号经过第二功分器(15)后，分为4路信号分别进入后面的主通路，来检查主通路工作是否正常。
3.根据权利要求2所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，还包括屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，所述收发射部分、前端部分、方位测量部分、频率测量部分放置在上层空腔内，所述发射源部分、自检源部分放置在下层空腔内。
4.根据权利要求3所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，所述接收发射部分包括依次连接的天线(1)、自检切换开关(2)和接收发射切换开关(3)，4个天线(1)分别接收外部6-18GHz范围内的信号，4路信号分别经过自检切换开关(2)和接收发射切换开关(3)后输入前端部分。
5.根据权利要求3所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，每路前端部分包括依次连接的带通滤波器(4)、限幅器(5)、低噪声放大器(6)和第一功分器(7)，接收发射部分输出的每一路信号分别经过带通滤波器(4)、限幅器(5)、低噪声放大器(6)后，由第一功分器(7)进行功率分配得到第一信号、第二信号。
6.根据权利要求3所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，所述方位测量部分包括4个视频检波电路(8)和1个方位测量电路(9)，4个视频检波电路(8)分别接收前端部分输出的第一信号，然后将该4路输出信号均发送至方位测量电路(9)，方位测量电路(9)根据接收到的4路信号提取出方位信息。
7.根据权利要求3所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，所述频率测量部分包括依次连接的单刀四掷开关(10)和频率测量电路(11)，单刀四掷开关(10)接收前端部分输出的4路第二信号，频率测量电路(11)根据接收到的4路信号提取出频率信息。
8.根据权利要求4所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，所述发射源部分包括依次连接的干扰源(12)和干扰源切换开关(13)，所述干扰源(12)产生特征相同的干扰信号，分别经过干扰源切换开关(13)、接收发射切换开关(3)和自检切换开关(2)后，由天线(1)将干扰信号向外部发射。
9.根据权利要求4所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，所述自检切换开关(2)、接收发射切换开关(3)，用于进行接收、发射、自检三种状态的动态选择控制：
当自检切换开关(2)切换至天线(1)时，依次连接的接收发射切换开关(3)动态切换至接收通道，此时系统为接收状态；
当自检切换开关(2)切换至天线(1)时，依次连接的接收发射切换开关(3)动态切换至发射源部分，此时系统为发射状态；
当自检切换开关(2)切换至自检源部分时，依次连接的接收发射切换开关(3)动态切换至前端部分，此时系统为自检状态。
10.根据权利要求4所述的6-18GHz多通道前端接收发射系统，其特征在于，所述接收发射部分和前端部分，分别采用集成化的多功能芯片，所述多功能芯片为GaAs工艺的MMIC芯片；所述方位测量部分、频率测量部分、发射源部分、自检源部分，均采用微带工艺制造。
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