CN114759940B - 用于x波段射频信号多通道收发的前端设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于X波段射频信号多通道收发的前端设备。其包括具备X波段射频信号收发能力的前端设备本体；在前端设备本体内设置一上腔基板，在所述上腔基板上配置有若干用于射频信号收发的射频信号收发链路，射频信号收发链路间相互独立；在所述上腔基板上设置用于防止自激信号产生的收发链路隔离器，所述收发链路隔离器包括若干收发链路隔离组件，上腔基板上的射频信号收发链路与收发链路隔离组件呈一一对应；通过收发链路隔离组件将所对应射频信号收发链路中的单接收链路与所对应射频信号收发链路中的发射接收链路进行所需的区域分隔。本发明能有效避免大功率自激信号的产生，提高X波段射频信号收发的稳定性与可靠性。

Description

用于X波段射频信号多通道收发的前端设备

技术领域

本发明涉及一种前端设备，尤其是一种用于X波段射频信号多通道收发的前端设备。

背景技术

发射接收放大模块作为雷达、通讯中关键的分系统，其体积、重量、性能、成本、可靠性等方面共同决定了电子整机重要指标。发射接收放大模块是收发系统中核心组件，接收系统通过天线端口接收到小信号进行放大处理，发射系统通过天线端口将大信号功率辐射出去。在保证低噪声或大功率的基础上，在尽量避免或削弱带内及近边带杂散的产生，如何避免大功率自激信号的产生，是目前急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其能有效避免大功率自激信号的产生，提高X波段射频信号收发的稳定性与可靠性。

按照本发明提供的技术方案，所述用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，包括具备X波段射频信号收发能力的前端设备本体；在前端设备本体内设置一上腔基板，在所述上腔基板上配置有若干用于射频信号收发的射频信号收发链路，射频信号收发链路间相互独立；

在所述上腔基板上设置用于防止自激信号产生的收发链路隔离器，所述收发链路隔离器包括若干收发链路隔离组件，上腔基板上的射频信号收发链路与收发链路隔离组件呈一一对应；通过收发链路隔离组件将所对应射频信号收发链路中的单接收链路与所对应射频信号收发链路中的发射接收链路进行所需的区域分隔。

射频信号收发链路中，单接收链路与上腔基板上的接收天线口适配电连接，发射接收链路与上腔基板上的收发天线口适配电连接；

同一射频信号收发链路中，单接收链路、发射接收链路均适配连接至一功分器，功分器与上腔基板上的收发链路集合口适配电连接，且单接收链路与发射接收链路分别位于功分器的两侧，收发链路集合口与前端设备主体内的一集合口连接头对应电连接。

所述收发链路隔离组件包括第一隔离单元以及与所述第一隔离单元相互独立的第二隔离单元，其中，通过第一隔离单元将功分器与单接收链路区域分隔，通过第二隔离单元将功分器与发射接收链路区域分隔；

发射接收链路包括发射链路支路以及接收链路支路，其中，通过第二隔离单元将发射链路支路与同一发射接收链路中的接收链路支路区域分隔，发射链路支路、接收链路支路通过环形器与收发天线口适配电连接。

在所述第一隔离单元上设置若干第一隔离单元过线槽，在所述第二隔离单元上设置若干第二隔离单元过线槽；其中，

利用第一隔离单元进行区域分隔时，通过第一隔离单元的第一隔离单元过线槽允许功分器与单接收链路间结合部线路穿过；

利用第二隔离单元进行区域分隔时，通过第二隔离单元过线槽允许功分器、发射链路支路以及接收链路支路相应的线路穿过。

前端设备主体还包括用于收纳上腔基板的设备主体盒，在所述设备主体盒内设置与上腔基板正对应的下腔基板，下腔基板与上腔基板分别装配于设备主体盒内两个相对应的腔体内；

在下腔基板上配置用于提供射频信号收发中所需电源的电源电路以及用于控制射频信号收发状态的控制电路，通过控制电路选择并控制上腔基板上射频信号收发链路的射频信号收发状态。

所述前端设备主体还包括天线阵列单元，所述天线阵列单元在设备主体盒外并与所述设备主体盒内的上腔基板正对应；

所述天线阵列单元包括若干天线单元体，射频信号收发链路与天线单元体呈一一对应，其中，天线单元体包括单元体第一天线部以及单元体第二天线部，单元体第一天线部与发射接收链路适配电连接，单元体第二天线部与单接收链路适配电连接。

所述单元体第一天线部、单元体第二天线部均包括一贴片支撑体以及设置于贴片支撑体顶部的贴片天线；

在所述贴片天线上设置一贴片U型第一开口槽以及一位于所述贴片U型第一开口槽内的贴片U型第二开口槽，贴片U型第二开口槽的开口方向与贴片U型第一开口槽的开口方向相反；

单接收链路通过接收天线口以及与所述接收天线口适配连接的单接收链路连接器与单元体第二天线部上的贴片天线电连接，发射接收链路通过收发天线口以及与所述收发天线口适配电连接的发射接收链路连接器与单元体第一天线部上的贴片天线电连接。

所述贴片天线呈矩形状；在设备主体盒上方，所有贴片天线的贴片U型第一开口槽的开口方向相一致；

单接收链路连接器内的天线探针贯穿单元体第二天线部的贴片支撑体后与单元体第二天线部的贴片天线电连接，且单接收链路连接器内的天线探针与单元体第二天线部的贴片天线结合部位于贴片U型第二开口槽内。

所述天线阵列单元包括用于支撑天线单元体的天线单元体支撑座与所述天线单元体支撑座正对应的匹配介质板，匹配介质板与天线单元体支撑座相互平行，其中，

天线阵列单元通过天线单元体支撑座装配于设备主体盒上，匹配介质板固定在天线单元体支撑座上，天线单元体位于匹配介质板与天线单元体支撑座之间。

所述天线单元体支撑座、匹配介质板与设备主体盒呈同轴分布，设备主体盒呈圆柱状，匹配介质板以及天线单元体支撑座均呈圆环状。

本发明的优点：在所述上腔基板上设置用于防止自激信号产生的收发链路隔离器，所述收发链路隔离器包括若干收发链路隔离组件，上腔基板上的射频信号收发链路与收发链路隔离组件呈一一对应；通过收发链路隔离组件将所对应射频信号收发链路中的单接收链路与所对应射频信号收发链路中的发射接收链路进行所需的区域分隔，以在区域分隔后，能有效避免大功率自激信号的产生，提高X波段射频信号收发的稳定性与可靠性。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的局部剖视图。

图3为图1的仰视图。

图4为本发明天线阵列单元的剖视图。

图5为本发明天线单元体在天线单元体支撑座上排布的一种具体实施情况示意图。

图6为本发明上腔集合口盖板的示意图。

图7为本发明下腔集合口盖板的示意图。

图8为本发明前端设备主体去除天线单元阵列时的爆炸图。

图9为本发明射频信号收发链路、收发链路隔离器在上腔基板上的示意图。

图10为本发明下腔基板在设备主体盒内的示意图。

图11为本发明多路射频信号收发链路与控制电路、电源电路配合的矿投。

图12为本发明收发链路隔离器的示意图。

图13为本发明第一隔离单元的示意图。

图14为本发明第二隔离单元的示意图。

附图标记说明：1-设备主体盒、2-匹配介质板、3-天线单元体支撑座、4-介质板紧固螺栓、5-下腔集合口盖板、6-上腔集合口盖板、7-天线探针、8-介质板支撑连接柱、9-天线连接头、10-集合口连接器、11-天线单元体支撑座孔、12-单元体第一天线部、13-贴片天线、14-贴片U型第一开口槽、15-贴片U型第二开口槽、16-单元体第二天线部、17-上腔集合口盖板定位孔、18-天线定位孔、19-上腔集合盖板内环孔、20-上腔集合口盖板装配孔、21-集合口连接头线孔、22-下腔集合口盖板内环孔、23-下腔集合口盖板装配孔、24-下腔基板、25-下腔基板内环孔、26-集合口连接头探针、27-主体盒定位块、28-上腔基板、29-支撑座内环孔、30-收发链路隔离器、31-功分器、32-收发链路集合口、33-单接收链路、34-接收天线口、35-发射链路支路、36-接收链路支路、37-收发天线口、38-第一隔离单元、39-第二隔离单元、40-贴片支撑体、41-单接收支路限幅器、42-单接收支路第一放大器、43-单接收支路可调幅相器、44-单接收支路第二放大器、45-单接收支路多功能放大器、46-发射接收链路多功能放大器、47-发射接收链路第一可调幅相器、48-发射接收链路第一放大器、49-发射接收链路第二放大器、50-环形器、51-发射接收链路限幅器、52-发射接收链路第三放大器、53-发射接收链路第二可调幅相器、54-发射接收链路第四放大器、55-隔离单元第一金属板、56-第二隔离单元第一过线槽、57-第一隔离单元过线槽、58-隔离单元第二金属板、59-隔离单元第三金属板、60-隔离单元第四金属板、61-隔离单元第五金属板、62-隔离单元第六金属板、63-第二隔离单元第二过线槽、64-第二隔离单元第三过线槽、65-第二隔离单元第四过线槽。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图8、图9和图12所示：为了能有效避免大功率自激信号的产生，提高X波段射频信号收发的稳定性与可靠性，本发明包括具备X波段射频信号收发能力的前端设备本体；在前端设备本体内设置一上腔基板28，在所述上腔基板28上配置有若干用于射频信号收发的射频信号收发链路，射频信号收发链路间相互独立；

在所述上腔基板28上设置用于防止自激信号产生的收发链路隔离器30，所述收发链路隔离器30包括若干收发链路隔离组件，上腔基板28上的射频信号收发链路与收发链路隔离组件呈一一对应；通过收发链路隔离组件将所对应射频信号收发链路中的单接收链路33与所对应射频信号收发链路中的发射接收链路进行所需的区域分隔。

具体地，利用前端设备本体能实现X波段射频信号的收发，X波段的频率范围为8GHz-12GHz，前端设备本体具体实现X波段射频信号收发的方式可以与现有相一致，具体以能满足X波段射频信号的收发为准。在前端设备本体内至少包括一上腔基板28，从而利用上腔基板28可配置若干路的射频信号收发链路，即任一射频信号收发链路能实现X波段的接收与发射，上腔基板28存在多路射频信号收发链路时，每个射频信号收发链路均可独立工作，从而上腔基板28上的多路射频信号收发链路间相互独立。

上腔基板28上的射频信号收发链路工作时，为了避免大功率自激信号的产生，本发明实施例中，在上腔基板28上设置收发链路隔离器30，利用收发链路隔离器30能防止射频信号收发链路在工作时的自激信号的产生。具体实施时，收发链路隔离器30包括若干收发链路隔离组件，一般地，收发链路隔离器30内收发链路隔离组件的数量与上腔基板28上的射频信号收发链路的数量相一致，从而，上腔基板28上的射频信号收发链路与收发链路隔离组件一一对应，即对任一射频信号收发链路，存在一正对应的收发链路隔离组件正对应配合。

具体实施时，对任一射频信号收发链路，均包括一单接收链路33以及一发射接收链路，即通过一单接收链路33与一发射接收链路配合能形成所需的射频信号收发链路。本发明实施例中，利用收发链路隔离组件将同一射频信号收发链路内的单接收链路33与发射接收链路在上腔基板28上形成区域分隔，区域分隔后，同一射频信号收发链路内的单接收链路33与发射接收链路分别位于不同的区域。具体实施时，收发链路隔离组件采用金属材料制成，利用金属材料制成的收发链路隔离组件将单接收链路33与同一射频信号收发链路内的发射接收链路进行区域信号隔离，以能防止射频信号收发链路工作时自激信号的产生，提高X波段射频信号收发的稳定性与可靠性。所述收发链路隔离组件所采用的金属材料可以为铝或铝合金等，具体根据需要选择，以能满足实际需求为准。

如图9和图12所示，示出了在上腔基板28上同时配置四路射频信号收发链路的情况，四路的射频信号收发链路均匀对称分布于上腔基板28上。当然，在具体实施时，还可以在上腔基板28上设置其他数量的射频信号收发链路，具体射频信号收发链路的数量以能满足实际的应用需求为准。

为了满足射频信号的收发，射频信号收发链路中，单接收链路33与上腔基板28上的接收天线口34适配电连接，发射接收链路与上腔基板28上的收发天线口37适配电连接；

同一射频信号收发链路中，单接收链路33、发射接收链路均适配连接至一功分器31，功分器31与上腔基板28上的收发链路集合口32适配电连接，且单接收链路33与发射接收链路分别位于功分器31的两侧，收发链路集合口32与前端设备主体内的一集合口连接器10对应电连接。

本发明实施例中，对于任一射频信号收发链路中，所述射频信号收发链路中的单接收链路33与上腔基板28上正对应的接收天线口34适配电连接，同时，发射接收链路与上腔基板28上正对应的收发天线口37适配电连接，通过接收天线口34、收发天线口37能实现对射频信号的接收或发射。图9中，当设置四路射频信号收发链路时，每路射频信号收发链路中的单接收链路33均一正对应的接收天线口34适配电连接，同时，每路射频信号收发链路中的发射接收链路与一正对应的收发天线口37适配电连接。

在同一射频信号收发链路中，单接收链路33、发射接收链路均适配连接至同一功分器31，功分器31与上腔基板28上的收发链路集合口32电连接，因此，在上腔基板28上设置四路射频信号收发链路时，上腔基板28上存在四个收发链路集合口32、四个接收天线口34以及四个收发天线口37。同时，在上腔基板28上还设置有四个集合口连接器10，四个集合口连接器10与四个收发链路集合口32呈一一正对应电连接。通过集合口连接器10能实现将相应射频信号收发链路的引出，通过集合口连接器10能实现与外部的射频信号接收机或射频信号发射机适配连接，射频信号接收机、射频信号发射机具体可以采用常用的形式，具体可以根据需要选择，以能满足实际的射频信号的发射处理与接收处理为准。

具体实施时，同一射频信号收发链路中，单接收链路33与发射接收链路分别位于功分器31的两侧；同时，对于相邻的两个射频信号收发链路，一射频信号收发链路中的单接收链路33与另一射频信号收发链路中的发射接收链路邻近，如图9所示。本发明实施例中，单接收链路33只具有射频信号接收的能力，发射接收链路同时具有射频信号接收以及将射频信号向外发射的能力，但发射接收链路具体处于射频信号接收或射频信号发射的工作状态，具体根据需要进行选择控制。

如图12所示，为本发明上腔基板28上同时配置四路射频信号收发链路的实施情况框图，具体地，单接收链路33包括依次串接的单接收支路限幅器41、单接收支路第一放大器42、单接收支路可调幅相器43、单接收支路第二放大器44以及单接收支路多功能放大器45，并通过单接收支路多功能放大器45与功分器31电连接。单接收支路限幅器41、单接收支路可调幅相器43以及单接收支路多功能放大器45均可以采用现有常用的形式，具体可以根据实际需要选择，此处不再赘述。对图12中的单接收链路33，具体实现射频信号接收与放大的方式与现有相一致，即通过接收天线口34能将射频信号加载到所单接收链路33，并经放大等处理后通过功分器31加载到相应的收发链路集合口32，最终经与收发链路集合口32正对应电连接的集合口连接器10加载到射频信号接收机，从而实现将接收的射频信号传送至射频信号接收机，射频信号接收的具体方式以及过程与现有相一致。

进一步地，所述收发链路隔离组件包括第一隔离单元38以及与所述第一隔离单元38相互独立的第二隔离单元39，其中，通过第一隔离单元38将功分器31与单接收链路33区域分隔，通过第二隔离单元39将功分器31与发射接收链路区域分隔；

发射接收链路包括发射链路支路35以及接收链路支路36，其中，通过第二隔离单元39将发射链路支路35与同一发射接收链路中的接收链路支路36区域分隔，发射链路支路35、接收链路支路36通过环形器50与收发天线口37适配电连接。

如图13所示，一收发链路隔离组件包括第一隔离单元38以及与所述第一隔离单元38相互独立的第二隔离单元39，即第二隔离单元39与第一隔离单元38之间互不接触。对于收发链路隔离组件正对应的射频信号收发链路，通过第一隔离单元38能将功分器31与单接收链路33进行区域分隔，此时，功分器31与单接收链路33位于第一隔离单元38的两侧。通过第二隔离单元39将功分器31与发射接收链路区域分隔，即功分器31位于第一隔离单元38与第二隔离单元39之间。

由上述说明可知，发射接收链路具备射频信号发射或射频信号接收能力，具体实施时，发射接收链路包括发射链路支路35以及接收链路支路36，通过发射链路支路35实现射频信号发射的能力，通过接收链路支路36实现射频信号接收的能力，当发射接收链路包括发射链路支路35与接收链路支路36时，发射链路支路35、接收链路支路36通过环形器50与收发天线口37适配电连接，当然，发射链路支路35以及接收链路支路36均需与功分器31适配电连接。本发明实施例中，通过第二隔离单元39将发射链路支路35与同一发射接收链路中的接收链路支路36区域分隔，第二隔离单元39对发射链路支路35、接收链路支路36进行区域分隔的具体情况下面进行具体说明。

如图12所示，发射链路支路35包括依次连接的发射接收链路多功能放大器46、发射接收链路第一可调幅相器47、发射接收链路第一放大器48以及发射接收链路第二放大器49，其中，发射接收链路多功能放大器46与功分器31电连接，发射接收链路第二放大器49与环形器50的一端口适配连接。

接收链路支路36包括依次连接的发射接收链路限幅器51、发射接收链路第三放大器52、发射接收链路第二可调幅相器53以及发射接收链路第四放大器54与发射接收链路多功能放大器46，其中，发射接收链路限幅器51与环形器50的另一端口适配电连接，发射接收链路第四放大器54通过发射接收链路多功能放大器46与功分器31适配电连接。因此，发射链路支路35与接收链路支路36共用发射接收链路多功能放大器46与环形器50，发射链路支路35与接收链路支路36可相互独立工作。

利用发射接收链路多功能放大器46、发射接收链路第一可调幅相器47、发射接收链路第一放大器48以及发射接收链路第二放大器49形成发射链路支路35，以及利用所形成的发射链路支路35进行射频信号发射的方式、过程可均与现有相一致。利用发射接收链路限幅器51、发射接收链路第三放大器52、发射接收链路第二可调幅相器53以及发射接收链路第四放大器54与发射接收链路多功能放大器46形成接收链路支路36，以及利用所型的接收链路支路36进行射频信号接收的方式、过程可均与现有相一致。

具体实施时，当发射链路支路35工作时，通过相对应的集合口连接器10将待发射的射频信号经功分器31加载到工作状态的发射链路支路35，经发射链路支路35进行放大等处理后，经环形器50传送到收发天线口37。当接收链路支路36工作时，射频信号经收发天线口37、环形器50送入接收链路支路36，经接收链路支路36进行放大等处理后经功分器31加载到相对应的集合口连接器10。

进一步地，在所述第一隔离单元38上设置若干第一隔离单元过线槽，在所述第二隔离单元39上设置若干第二隔离单元过线槽；其中，

利用第一隔离单元38进行区域分隔时，通过第一隔离单元38的第一隔离单元过线槽允许功分器31与单接收链路33间结合部线路穿过；

利用第二隔离单元39进行区域分隔时，通过第二隔离单元过线槽允许功分器31、发射链路支路35以及接收链路支路36相应的线路穿过。

如图13所示，为第一隔离单元38的示意图，其中，第一隔离单元38包括隔离单元第一金属板55，隔离单元第一金属板55呈平板状，在隔离单元第一金属板55上设置第一隔离单元过线槽57，第一隔离单元过线槽57沿隔离单元第一金属板55的宽度分布。将隔离单元第一金属板55的一长侧边粘结在上腔基板28上。隔离单元第一金属板55粘结在上腔基板28上后，第一隔离单元过线槽57能允许功分器31与单接收链路33间结合部线路穿过，既满足区域分隔，又不会影响功分器31与单接收链路33内单接收支路多功能放大器45的电连接。

如图14所示，为第二隔离单元39的一种具体实施情况示意图，其中，第二隔离单元39包括呈板状的隔离单元第二金属板58、隔离单元第三金属板59、隔离单元第四金属板60、隔离单元第五金属板61以及隔离单元第六金属板62，隔离单元第五金属板61、隔离单元第六金属板62以及隔离单元第三金属板59位于隔离单元第二金属板58与隔离单元第四金属板60之间。

隔离单元第五金属板61的第二端采用弧形过渡的方式与隔离单元第二金属板58的中部连接，隔离单元第五金属板61的中部通过隔离单元第六金属板62与隔离单元第三金属板59的第一端以及隔离单元第四金属板60的第一端连接，隔离单元第四金属板60的第一端为弧形，隔离单元第四金属板60的第二端、隔离单元第五金属板61位于隔离单元第六金属板62的同一侧，隔离单元第三金属板59与隔离单元第四金属板60分别位于隔离单元第六金属板62的两侧。

在隔离单元第二金属板58上设置沿所述隔离单元第二金属板58宽度分布的第二隔离单元第二过线槽63，在隔离单元第五金属板61的第二端设置第二隔离单元第一过线槽56，在隔离单元第五金属板61的第一端设置第二隔离单元第三过线槽64，在隔离单元第六金属板62上设置第二隔离单元第四过线槽65，第二隔离单元第四过线槽65在隔离单元第六金属板62上邻近隔离单元第三金属板59；即第二隔离单元过线槽包括第二隔离单元第一过线槽56、第二隔离单元第二过线槽63、第二隔离单元第三过线槽64以及第二隔离单元第四过线槽65。

根据上述说明，对上述发射链路支路35、接收链路支路36相应的具体电路，利用第二隔离单元39对发射链路支路35、接收链路支路36进行区域分隔时，可参考图9所示，具体地，隔离单元第二金属板58邻近功分器31以及第一隔离单元38，通过隔离单元第二金属板58上的第二隔离单元第二过线槽63允许功分器31与发射接收链路多功能放大器46相应的连接线路穿过，且发射接收链路多功能放大器46位于隔离单元第二金属板58与隔离单元第五金属板61之间所围合的区域。发射链路支路35内的发射接收链路第一可调幅相器47、发射接收链路第一放大器48以及发射接收链路第二放大器49位于隔离单元第五金属板61、隔离单元第六金属板62与隔离单元第四金属板60之间所围合形成的区域，发射接收链路多功能放大器46与发射接收链路第一可调幅相器47之间的连接线穿过第二隔离单元第三过线槽64。

接收链路支路36、收发天线口37以及环形器50均位于隔离单元第三金属板59、隔离单元第六金属板62、隔离单元第五金属板61的第二端以及隔离单元第二金属板58之间所围合形成的区域内，发射接收链路第二放大器49与环形器50间的连接线穿过第二隔离单元第四过线槽65，接收链路支路36内的发射接收链路第四放大器54与发射接收链路多功能放大器46的连接线路穿过第二隔离单元第一过线槽56。

由上述说明可知，通过上述第二隔离单元39能对发射链路支路35、接收链路支路36进行有效的区域分隔，减少电路工作时的相互干扰。同时，利用第一隔离单元38与第二隔离单元39也能实现对相邻射频信号收发链路之间的隔离。

如图8和图10所示，前端设备主体还包括用于收纳上腔基板28的设备主体盒1，在所述设备主体盒1内设置与上腔基板28正对应的下腔基板24，下腔基板24与上腔基板28分别装配于设备主体盒1内两个相对应的腔体内；

在下腔基板24上配置用于提供射频信号收发中所需电源的电源电路以及用于控制射频信号收发状态的控制电路，通过控制电路选择并控制上腔基板28上任一射频信号收发链路的射频信号收发状态。

本发明实施例中，设备主体盒1呈圆柱状，在设备主体盒1内具有收容上腔基板28的腔体，为了能满足射频信号收发链路的工作需求，在设备主体盒1内还设置下腔基板24，其中，下腔基板24与上腔基板28在设备主体盒1内空间隔离。

具体实施时，在下腔基板24上配置用于提供射频信号收发中所需电源的电源电路以及用于控制射频信号收发状态的控制电路，通过控制电路选择并控制上腔基板28上射频信号收发链路的射频信号收发状态。

由上述说明可知，上腔基板28上四路的射频信号收发链路，包含4个发射通道8个接收通道，四路射频信号收发链路受控制电路的控制指令控制，一般地，控制电路产生的控制指令包括发射工作、接收工作、发射待机(待机为不工作状态)接收待机、工作通道号选择等指令。通过以上工作指令可灵活选择工作模式；即控制电路能选择射频信号收发链路以及控制每个射频信号收发链路的工作状态，以使得整个前端设备可以处于4T8R(4路发射同时8路接收)、2T8R(2路发射同时8路接收)、8R(8路接收)等工作状态，具体产生的控制指令与实际的应用场景等相关，与现有相一致，此处不再赘述。

下腔基板24上的电源电路具体可以采用现有常用的形式，具体以能满足具体的供电需求为准。通过下腔基板24上的控制电路能实现选择并控制相应的射频信号收发链路进行所需的射频信号收发，控制电路可以根据采用现有常用的形式，以能满足实际的工作需求为准。

具体实施时，下腔基板24、上腔基板28通过设备主体盒1内的盒内隔板隔离，为了能实现所需的信息交互，采用垂直互联等形式能实现下腔基板24上的电源电路、控制电路与上腔基板28上的射频信号收发链路适配电连接，具体垂直互联的方式以能实际的电连接配合为准。

在设备主体盒1的中心区设置盒体定位柱以及贯通所述盒体定位柱的盒体内孔，利用盒体定位柱能实现上腔基板28、下腔基板24定位并装配在设备主体盒1内。下腔基板24的中心区设置贯通所述下腔基板24的下腔基板内环孔25，在上腔基板28的中心区设置贯通所述上腔基板28的上腔基板内环孔，因此，下腔基板24通过下腔基板内环孔25套置在设备主体盒1的盒体定位柱内，以便将下腔基板24定位装配在设备主体盒1内；上腔基板28定位装配在设备主体盒1内的方式与下腔基板24装配在设备主体盒1内的方式相同。

由上述说明可知，收发链路隔离器30设置于上腔基板28上，当上腔基板28安装于设备主体盒1内后，收发链路隔离器30也需要位于设备主体盒1内，且收发链路隔离器30不高于设备主体盒1，以便利用上腔集合口盖板6将收发链路隔离器30以及上腔基板28封闭在设备主体盒1内。上腔集合口盖板6呈圆环状，上腔集合口盖板6与设备主体盒1的上端部固定。同理，在设备主体盒1的下端部利用下腔集合口盖板5封闭，从而利用下腔集合口盖板5将下腔盖板24封闭在设备主体盒1内。

具体实施时，当设备主体盒1的下端部利用下腔集合口盖板5封闭后，为了能便于将集合口连接器10引出，在下腔集合口盖板5上设置集合口连接头线孔21，如图7所示。下腔集合口盖板5固定在设备主体盒1的下端部后，下腔集合口盖板5上的集合口连接头线孔21能与集合口连接器10正对应，利用集合口连接头线孔21能允许线缆穿过，从而能实现将集合口连接器10引出，如图3所示。具体实施时，集合口连接器10可以采用SMP-JYD10G-L的连接器，集合口连接器10利用集合口连接头探针26能与收发链路集合口32适配电连接。当然，集合口连接器10还可以采用其他的形式，具体可以根据需要选择，以能满足实际的引出连接为准。

具体实施时，在下腔集合口盖板5上还设置下腔集合口盖板内环孔22，下腔集合口盖板内环孔22贯通下腔集合口盖板5，集合口连接头线孔21均匀分布于腔集合口盖板内环孔22的外圈。此外，在下腔集合口盖板5上还设置若干下腔集合口盖板装配孔23，利用所述下腔集合口盖板装配孔23能将下腔集合口盖板5固定在设备主体盒1的下端面。

进一步地，所述前端设备主体还包括天线阵列单元，所述天线阵列单元在设备主体盒1外并与所述设备主体盒1内的上腔基板28正对应；

所述天线阵列单元包括若干天线单元体，射频信号收发链路与天线单元体呈一一对应，其中，天线单元体包括单元体第一天线部12以及单元体第二天线部16，单元体第一天线部12与发射接收链路适配电连接，单元体第二天线部16与单接收链路33适配电连接。

本发明实施例中，为了能射频信号的收发，还需要设置天线阵列单元，天线阵列单元位于设备主体盒1外，且天线阵列单元在设备主体盒1外与上腔基板28正对应。为了能与上腔基板28上的射频信号收发链路对应配合，天线阵列单元包括若干天线单元体，其中，射频信号收发链路与天线单元体呈一一对应，即天线单元体的数量不少于射频信号收发链路的数量，一般地，天线单元体的数量与射频信号收发链路的数量相一致。

具体实施时，天线单元体包括单元体第一天线部12以及单元体第二天线部16，其中，单元体第一天线部12与发射接收链路适配电连接，单元体第二天线部16与单接收链路33适配电连接；即单元体第一天线部12、单元体第二天线部16在工作时相互独立。由上述说明可知，当在上腔基板28上设置四路射频信号收发链路时，则天线阵列单元内包括四组天线单元体，图5中示出了四组天线单元体排布的情况，四组天线单元体呈环形排布，具体排布以能与射频信号收发链路正对应连接配合为准。

如图5所示，所述单元体第一天线部12、单元体第二天线部16均包括一贴片支撑体40以及设置于贴片支撑体40顶部的贴片天线13；

在所述贴片天线13上设置一贴片U型第一开口槽14以及一位于所述贴片U型第一开口槽14内的贴片U型第二开口槽15，贴片U型第二开口槽15的开口方向与贴片U型第一开口槽14的开口方向相反；

单接收链路33通过接收天线口34以及与所述接收天线口34适配连接的单接收链路连接器与单元体第二天线部16上的贴片天线13电连接，发射接收链路通过收发天线口37以及与所述收发天线口37适配电连接的发射接收链路连接器与单元体第一天线部12上的贴片天线13电连接。

本发明实施例中，单元体第一天线部12、单元体第二天线部16具体可以采用相同的形式，具体地，均包括贴片支撑体40以及设置于所述贴片支撑体40顶部的贴片天线13，贴片支撑体40可以采用Rogers介质板制成；当然，贴片支撑体40还可以选择其他材料，具体可以根据实际需求确定。贴片支撑体40的顶部，具体是指贴片支撑体40远离设备主体盒1的端部。

贴片天线13上设置贴片U型第一开口槽14以及贴片U型第二开口槽15，贴片U型第二开口槽15位于贴片U型第一开口槽14内，即贴片U型第一开口槽14、贴片U型第二开口槽15均呈U型，且贴片U型第二开口槽15的开口方向与贴片U型第一开口槽14的开口方向相反。

为了能实现单接收链路33与单元体第二天线部16的适配连接，单接收链路33需要通过接线天线口34以及单接收链路连接器与单元体第二天线部16上的贴片天线13电连接；同时，发射接收链路通过收发天线口37以及发射接收链路连接器与单元体第一天线部12上的贴片天线13电连接。具体实施时，单接收链路连接器、发射接收链路连接器均可以采用相同的形式，如可以采用SMP-JHD15G-L的天线连接头9，图8中示出了同时利用八个天线连接头9分别作为单接收链路连接器、发射接收链路连接器的情况。

进一步地，所述贴片天线13呈矩形状；在设备主体盒1上方，所有贴片天线13的贴片U型第一开口槽14的开口方向相一致；

单接收链路连接器内的天线探针7贯穿单元体第二天线部16的贴片支撑体40后与单元体第二天线部16的贴片天线13电连接，且单接收链路连接器内的天线探针7与单元体第二天线部16的贴片天线13结合部位于贴片U型第二开口槽15内。

本发明实施例中，贴片天线13呈矩形状，在天线阵列单元内，贴片天线13的长度方向相一致，如图5所示。同时，在设备主体盒1上方，所有贴片天线13的贴片U型第一开口槽14的开口方向相一致，图5中，贴片U型第一开口槽14槽口的长度方向与贴片天线13的长度方向相一致。

对于天线连接头9，一般包括一天线探针7以及与所述天线探针7适配的连接头主体；天线连接头9与贴片天线13间的电连接，具体是指通过天线探针7与相应天线贴片13间的电连接。

具体实施时，单接收链路连接器的天线探针7贯穿单元体第二天线部16的贴片支撑体40以及贴片天线13，天线探针7的端部位于贴片天线13上方，天线探针7与贴片天线13的结合部位于贴片U型第二开口槽15内。发射接收链路连接器与单元体第一天线部12具体的连接配合形式，具体可以参考单接收链路连接器与单元体第二天线部16连接配合说明，此处不再赘述。

进一步地，所述天线阵列单元包括用于支撑天线单元体的天线单元体支撑座3与所述天线单元体支撑座3正对应的匹配介质板2，匹配介质板2与天线单元体支撑座3相互平行，其中，

天线阵列单元通过天线单元体支撑座3装配于设备主体盒1上，匹配介质板2固定在天线单元体支撑座3上，天线单元体位于匹配介质板2与天线单元体支撑座3之间。

本发明实施例中，利用天线单元体支撑座3支撑天线单元体，即天线单元体固定在天线单元体支撑座3上，从而可以通过天线单元体支撑座3能将整个天线阵列单元固定在设备主体盒1上。天线单元体支撑座3呈圆盘状，在天线单元体支撑座3外侧设置有匹配介质板2，匹配介质板2与天线单元体支撑座3相互平行，匹配介质板2的外径小于天线单元体支撑座3的外径。在设置匹配介质板2后，天线单元体位于匹配介质板2与天线单元体支撑座3之间。

具体实施时，通过匹配介质板2，相当于在天线单元体和真空中的阻抗中加了一级阻抗变换线，使得阻抗随扫描角度的变化更加稳定，能够在一定程度上改善天线阵列的宽角扫描性能。

如图1、图2和图4所示，在匹配介质板2与天线单元体支撑座3之间设置若干均匀分布的介质板支撑连接柱8，利用介质板支撑连接柱8能对匹配介质板2进行支撑，利用介质板紧固螺栓4能将匹配介质板2固定在天线单元体支撑座3上，介质板紧固螺栓4与介质板支撑连接柱8均可采用塑料制成，介质板紧固螺栓4与介质板支撑连接柱8呈一一对应，介质板紧固螺栓4穿过匹配介质板2、介质板支撑连接柱8后与天线单元体支撑座3紧固连接。

介质板支撑连接柱8在天线单元体支撑座3上的高度大于天线单元体在所述天线单元体支撑座3上的高度，利用介质板支撑连接柱8能使得匹配介质板2与天线单元体间隙配合，当然，匹配介质板2与天线探针7的端部也不接触。对于任一天线连接器9，所述天线连接器9的连接头主体的上部位于天线单元体支撑座3上，如图2中的局部剖视图所示。

进一步地，所述天线单元体支撑座3、匹配介质板2与设备主体盒1呈同轴分布，设备主体盒1呈圆柱状，匹配介质板2以及天线单元体支撑座3均呈圆环状。

本发明实施例中，匹配介质板2以及天线单元体支撑座3均呈圆环状，即匹配介质板2的中心区以及天线单元体支撑座3的中心区均呈中空状，天线单元体环布于天线单元体支撑座3的支撑座内环孔29外圈。匹配介质板2、天线单元体支撑座3的支撑座内环孔29以及匹配介质板2的介质板内环孔均与设备主体盒1的盒体内孔正对应。

在所述天线单元体支撑座3的外圈设置若干天线单元体支撑座孔11，在设备主体盒1上端面上设置若干主体盒定位块27，天线单元体支撑座3与设备主体盒1固定时，则天线单元体支撑座3上的天线单元体支撑座孔11与设备主体盒1上的主体盒定位块27正对应，从而可以利用嵌置天线单元体支撑座孔11内的螺栓将天线单元体支撑座3与设备主体盒1固定。因此，本发明的前端设备本体整体呈环形结构，对天线单元体支撑座3可作相应倒角处理，进一步将天线单元阵列小型化。

具体实施时，通过上腔集合口盖板6将收发链路隔离器30以及上腔基板28封闭在设备主体盒1内，上腔集合口盖板6具体可以参考图6所示。上腔集合口盖板6呈圆环状，上腔集合口盖板6的中心区设置贯通所述上腔集合口盖板6的上腔集合盖板内环孔19，在上腔集合口盖板6的外圈设置上腔集合口盖板装配孔20，利用上腔集合口盖板装配孔20能将上腔集合口盖板6装配在设备主体盒1的上端面。为了不影响天线单元体支撑座3与设备主体盒1间的固定，在上腔集合口盖板6上还设置上腔集合口盖板定位孔17，上腔集合口盖板定位孔17与主体盒定位块27正对应，天线单元体支撑座3位于上腔集合口盖板6上是，利用上腔集合口盖板定位孔7不影响天线单元体支撑座孔11与主体盒定位块27间的对应与对准。

为了不影响利用天线连接器的连接，在上腔集合口盖板6上还设置若干天线定位孔18，一般地，天线定位孔18的数量不少于天线连接器9的数量。当上腔集合口盖板6与设备主体盒1固定后，上腔集合口盖板6上的天线定位孔18能与天线连接器9正对应，从而天线连接器9的下部利用天线定位孔18穿过上腔集合口盖板6，即不影响利用天线连接器9进行所需的具体连接。

Claims (8)

1.一种用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，包括具备X波段射频信号收发能力的前端设备本体；在前端设备本体内设置一上腔基板(28)，在所述上腔基板(28)上配置有若干用于射频信号收发的射频信号收发链路，射频信号收发链路间相互独立；其特征是：

在所述上腔基板(28)上设置用于防止自激信号产生的收发链路隔离器(30)，所述收发链路隔离器(30)包括若干收发链路隔离组件，上腔基板(28)上的射频信号收发链路与收发链路隔离组件呈一一对应；通过收发链路隔离组件将所对应射频信号收发链路中的单接收链路(33)与所对应射频信号收发链路中的发射接收链路进行所需的区域分隔；

射频信号收发链路中，单接收链路(33)与上腔基板(28)上的接收天线口(34)适配电连接，发射接收链路与上腔基板(28)上的收发天线口(37)适配电连接；

同一射频信号收发链路中，单接收链路(33)、发射接收链路均适配连接至一功分器(31)，功分器(31)与上腔基板(28)上的收发链路集合口(32)适配电连接，且单接收链路(33)与发射接收链路分别位于功分器(31)的两侧，收发链路集合口(32)与前端设备主体内的一集合口连接头(10)对应电连接；

所述收发链路隔离组件包括第一隔离单元(38)以及与所述第一隔离单元(38)相互独立的第二隔离单元(39)，其中，通过第一隔离单元(38)将功分器(31)与单接收链路(33)区域分隔，通过第二隔离单元(39)将功分器(31)与发射接收链路区域分隔；

发射接收链路包括发射链路支路(35)以及接收链路支路(36)，其中，通过第二隔离单元(39)将发射链路支路(35)与同一发射接收链路中的接收链路支路(36)区域分隔，发射链路支路(35)、接收链路支路(36)通过环形器(50)与收发天线口(37)适配电连接。

2.根据权利要求1所述的用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其特征是：

在所述第一隔离单元(38)上设置若干第一隔离单元过线槽，在所述第二隔离单元(39)上设置若干第二隔离单元过线槽；其中，

利用第一隔离单元(38)进行区域分隔时，通过第一隔离单元(38)的第一隔离单元过线槽允许功分器(31)与单接收链路(33)间结合部线路穿过；

利用第二隔离单元(39)进行区域分隔时，通过第二隔离单元过线槽允许功分器(31)、发射链路支路(35)以及接收链路支路(36)相应的线路穿过。

3.根据权利要求1至2任一项所述的用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其特征是：

前端设备主体还包括用于收纳上腔基板(28)的设备主体盒(1)，在所述设备主体盒(1)内设置与上腔基板(28)正对应的下腔基板(24)，下腔基板(24)与上腔基板(28)分别装配于设备主体盒(1)内两个相对应的腔体内；

在下腔基板(24)上配置用于提供射频信号收发中所需电源的电源电路以及用于控制射频信号收发状态的控制电路，通过控制电路选择并控制上腔基板(28)上任一射频信号收发链路的射频信号收发状态。

4.根据权利要求3所述的用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其特征是：所述前端设备主体还包括天线阵列单元，所述天线阵列单元在设备主体盒(1)外并与所述设备主体盒(1)内的上腔基板(28)正对应；

所述天线阵列单元包括若干天线单元体，射频信号收发链路与天线单元体呈一一对应，其中，天线单元体包括单元体第一天线部(12)以及单元体第二天线部(16)，单元体第一天线部(12)与发射接收链路适配电连接，单元体第二天线部(16)与单接收链路(33)适配电连接。

5.根据权利要求4所述的用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其特征是：所述单元体第一天线部(12)、单元体第二天线部(16)均包括一贴片支撑体(40)以及设置于贴片支撑体(40)顶部的贴片天线(13)；

在所述贴片天线(13)上设置一贴片U型第一开口槽(14)以及一位于所述贴片U型第一开口槽(14)内的贴片U型第二开口槽(15)，贴片U型第二开口槽(15)的开口方向与贴片U型第一开口槽(14)的开口方向相反；

单接收链路(33)通过接收天线口(34)以及与所述接收天线口(34)适配连接的单接收链路连接器与单元体第二天线部(16)上的贴片天线(13)电连接，发射接收链路通过收发天线口(37)以及与所述收发天线口(37)适配电连接的发射接收链路连接器与单元体第一天线部(12)上的贴片天线(13)电连接。

6.根据权利要求5所述的用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其特征是：

所述贴片天线(13)呈矩形状；在设备主体盒(1)上方，所有贴片天线(13)的贴片U型第一开口槽(14)的开口方向相一致；

单接收链路连接器内的天线探针(7)贯穿单元体第二天线部(16)的贴片支撑体(40)后与单元体第二天线部(16)的贴片天线(13)电连接，且单接收链路连接器内的天线探针(7)与单元体第二天线部(16)的贴片天线(13)结合部位于贴片U型第二开口槽(15)内。

7.根据权利要求4所述的用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其特征是：所述天线阵列单元包括用于支撑天线单元体的天线单元体支撑座(3)与所述天线单元体支撑座(3)正对应的匹配介质板(2)，匹配介质板(2)与天线单元体支撑座(3)相互平行，其中，

天线阵列单元通过天线单元体支撑座(3)装配于设备主体盒(1)上，匹配介质板(2)固定在天线单元体支撑座(3)上，天线单元体位于匹配介质板(2)与天线单元体支撑座(3)之间。

8.根据权利要求7所述的用于X波段射频信号多通道收发的前端设备，其特征是：所述天线单元体支撑座(3)、匹配介质板(2)与设备主体盒(1)呈同轴分布，设备主体盒(1)呈圆柱状，匹配介质板(2)以及天线单元体支撑座(3)均呈圆环状。

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