CN202523847U

CN202523847U - Tr组件检测控制系统

Info

Publication number: CN202523847U
Application number: CN2011204557660U
Authority: CN
Inventors: 张祖舜
Original assignee: NANJING XINXUAN ELECTRONIC SYSTEM ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: NANJING XINXUAN ELECTRONIC SYSTEM ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2021-11-17

Abstract

本实用新型公开一种TR组件检测控制系统，其包括1个以上幅相测量芯片，幅相测量芯片包括第一射频信号输入端、第二射频信号输入端、幅控输入端、相控输入端、幅控输出端和相控输出端；每个幅相测量芯片的第一射频信号输入端和第二射频信号输入端分别通过定向耦合器接收TR组件的射频信号；幅控输出端与TR组件的衰减器相连接；相控输出端与TR组件的移相器相连接；还包括第一第二转换开关，第一转换开关和第二转换开关可实现对TR组件自检/自控与比检/比控的检测控制转换。本实用新型在幅相测量芯片特性的基础上，灵活实现了对有源阵面天线上大量TR组件的检测和自适应性控制，便于雷达整机对波束进行灵活的控制。

Description

TR组件检测控制系统

技术领域

本实用新型涉及对雷达等多收发单元通信设备的有源阵面相控天线的TR组件进行检测、调控技术领域，特别是一种TR组件检测控制系统。

背景技术

目前，在雷达等通信设备中，大量的有源收发组件（T/R组件）构成的有源阵面天线正在被广泛应用。如何对阵面上的T/R组件进行检测调控，以及使其在必要时具有自适应控制能力是一个非常关键的技术。现有技术中一般采用附装射频调控网络的方法，即内测法实现对T/R组件的检测控制。但是由于对阵面上T/R组件进行检测时，必须先经过开关矩阵，再以射频（雷达工作频率）方式传输到位于阵面下方的射频矢网进行检测，从而使阵面的费用、重量和功耗大大增加，以致很多通信设备不得不放弃了对于有源阵面的T/R组件进行检测、调控和自适应的要求。

发明内容

本实用新型针对现有技术的缺陷提供一种TR组件检测控制系统，其通过幅相测量芯片的测幅、测相的功能对有源阵面天线中的TR组件进行检测、比幅、比相，从而实现对有源阵面天线的检测控制，使有源阵面天线具有自适应的能力。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种TR组件检测控制系统，包括1个以上幅相测量芯片，幅相测量芯片包括第一射频信号输入端、第二射频信号输入端、幅控输入端、相控输入端、幅控输出端和相控输出端；

每个幅相测量芯片的第一射频信号输入端和第二射频信号输入端分别通过定向耦合器接收TR组件的射频信号；幅控输出端与TR组件的衰减器相连接；相控输出端与TR组件的移相器相连接；

还包括第一转换开关和第二转换开关，各转换开关分别包括一个信号输出端和两个信号输入端；

第一转换开关的信号输出端连接幅相测量芯片的幅控输入端；第一转换开关的两个信号输入端分别连接幅相测量芯片的幅控输出端和外部幅控信号；

第二转换开关的信号输出端连接幅相测量芯片的相控输入端；第二转换开关的两个信号输入端分别连接幅相测量芯片的相控输出端和外部相控信号。

作为一种改进，本实用新型还包括指示单元，指示单元的输入端连接幅相测量芯片的幅控输出端以及相控输出端；指示单元、幅相测量芯片的幅控输出端以及相控输出端、TR组件的衰减器或者移相器，三者之间通过单刀双掷开关连接。具体的，当需要对TR组件进行检测时，控制单刀双掷开关使得指示单元连接幅相测量芯片的幅控输出端或者相控输出端，接收到直流检测信号，用于TR组件的自检或比检；后续TR组件的自检或比检可利用现有技术。

优选的，本实用新型中所述幅相测量芯片为现有的幅相测量芯片AD8032。其端口INPA、INPB分别为第一和第二射频输入端；端口VMAG、VPHS分别为幅控输出端和相控输出端；端口MSET、PSET分别为幅控输入端和相控输入端。

在利用幅相测量芯片对有源阵面天线的多TR组件进行检测控制时，本实用新型的一种控制结构为：幅相测量芯片的数量为1个，TR组件为1个以上；每个TR组件的射频输出端和射频输入端皆分别连接一个定向耦合器的信号输入端；幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端与多个定向耦合器之间通过微波开关连接；微波开关中包括2个以上可选通道，使得每个定向耦合器的信号输出端皆能够连通幅相测量芯片的任何一个射频输入端。

进一步的，上述微波开关中仅有两个可选通道被选通；被选通的两个可选通道的输出端分别连接幅相测量芯片的第一射频信号输入端和第二射频信号输入端；

为了实现每一个TR组件的自检或自控，被选通的两个可选通道的输入端分别连接同一个TR组件输入端的射频信号和输出端的射频信号；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接被选通的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和外部幅控信号；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和外部相控信号。自检和自控的切换通过控制连接指示单元的单刀双掷开关实现。

为了实现两个TR组件之间的比检或比控，被选通的两个可选通道的输入端分别连接两个不同TR组件输出端的射频信号；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接其中一个被选通的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和幅控输出端；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和相控输出端。比检和比控的切换通过控制连接指示单元的单刀双掷开关实现。

在利用幅相测量芯片对有源阵面天线的多TR组件进行检测控制时，本实用新型的另一种控制结构为：幅相测量芯片的数量与TR组件的数量相同，皆为1个以上；定义不同馈元中的多个TR组件为第一TR组件至第N TR组件，以及分别与第一TR组件至第N TR组件相对应的第一幅相测量芯片至第N幅相测量芯片；每个幅相测量芯片的第一射频输入端可接收与之对应的TR组件输出端的射频信号；每个幅相测量芯片的第二射频输入端可接收与之对应的TR组件输入端的射频信号或者相邻TR组件输出端的射频信号；每个幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接其中一个与本幅相测量芯片相连通的TR组件的衰减器和移相器。

为了实现每一个TR组件的自检或自控，每个幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端分别连接与之对应的TR组件射频输出端和射频输入端；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接与之对应的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和外部幅控信号；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和外部相控信号。自检和自控的切换通过控制连接指示单元的单刀双掷开关实现。

为了实现两个TR组件之间的比检或比控，每个幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端分别连接与之对应的TR组件射频输出端和相邻TR组件的射频输出端；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接与之对应的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和幅控输出端；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和相控输出端。优选的，将相邻两组幅相测量芯片和TR组件定义为第一组和第二组；第一组和第二组之间通过选通转换开关和功分器连接；选通转换开关的输入端连接第一组中TR组件的射频输入端，功分器的输入端连接第二组中TR组件的射频输出端；选通转换开关的两个输出端分别连接第一组中幅相测量芯片的第二射频输入端和功分器的其中一个输出端，功分器的另一个输出端连接第二组中幅相测量芯片的第一射频输入端。比检和比控的切换通过控制连接指示单元的单刀双掷开关实现。

本实用新型中所述第一转换器、第二转换器、选通转换器皆为现有的单刀双掷开关。

本实用新型的有益效果为：由于利用本实用新型系统中的幅相测量芯片能够对T/R组件灵活地进行自检/自控、比检/比控切换，因此便于雷达整机对波束进行灵活的控制，甚至实现自适应的控制。由于本实用新型中，幅相测量芯片是邻近或直接装置在T/R组件中，因此提高了测量精度，也避免了射频内测法中的必须进行的射频网络中多T/R组件测试端口间传输长度差异所引起的零值校正。此外本实用新型在检测和控制是所传输的是直流信号或数字信号，而非射频信号，从而避免了通常阵面上内测法监测所用的庞大的射频网络，既节省了监测射频网络的费用，又大大减轻了阵面的重量。

附图说明

图1所示为本实用新型的一种具体实施例原理示意图；

图2所示为本实用新型的另一种具体实施例原理示意图；

图3所示为利用本实用新型实现TR组件自检/自控功能的原理示意图；

图4所示为利用本实用新型实现TR组件之间比检/比控功能的原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式做进一步描述。

结合图1至图4，本实用新型包括1个以上幅相测量芯片2，幅相测量芯片选用现有的AD8302，其包括第一射频信号输入端INPA、第二射频信号输入端INPB、幅控输入端MSET、相控输入端PSET、幅控输出端VMAG和相控输出端VPHS；

每个幅相测量芯片2的第一射频信号输入端INPA和第二射频信号输入端INPB分别通过定向耦合器接收TR组件1的射频信号；幅控输出端VMAG与TR组件1的衰减器11相连接；相控输出端VPHS与TR组件1的移相器12相连接；第一转换开关3和第二转换开关4均选用现有的单刀双掷开关，其分别包括一个信号输出端和两个信号输入端；

第一转换开关3的信号输出端连接幅相测量芯片2的幅控输入端MSET；两个信号输入端分别连接幅相测量芯片2的幅控输出端VMAG和外部幅控信号；第二转换开关4的信号输出端连接幅相测量芯片2的相控输入端PSET；两个信号输入端分别连接幅相测量芯片2的相控输出端VPHS和外部相控信号。

本实用新型中的指示单元5用于输出幅相测量芯片2经处理后要输出到TR组件的移相器11和衰减器12的调整值，从而便于工作人员或者专用分析仪器利用相关现有检测标准进行诊断，从而实现TR组件的自检或比检。指示单元5的输入端连接幅相测量芯片的幅控输出端以及相控输出端；指示单元、幅相测量芯片的幅控输出端以及相控输出端、TR组件的衰减器或者移相器，三者之间通过单刀双掷开关连接，待需要时，控制单刀双掷开关连通幅相测量芯片的幅控输出端与指示单元，或者相控输出段与指示单元。

图1所示为本实用新型的一种实施例原理结构图，其中幅相测量芯片的数量为1个，TR组件为多个；每个TR组件的射频输出端和射频输入端皆分别连接一个定向耦合器的信号输入端；幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端与多个定向耦合器之间通过微波开关连接；微波开关中包括2个以上可选通道，使得每个定向耦合器的信号输出端皆能够连通幅相测量芯片的任何一个射频输入端。

结合图3，在需要实现每一个TR组件的自检或自控时，可控制微波开关中被选通的两个可选通道的输入端分别连接同一个TR组件输入端的射频信号和输出端的射频信号；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接被选通的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和外部幅控信号；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和外部相控信号。

结合图4，在需要实现两个TR组件之间的比检或比控时，可控制微波开关中被选通的两个可选通道的输入端分别连接两个不同TR组件输出端的射频信号；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接其中一个被选通的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和幅控输出端；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和相控输出端。

图1所示的实施例中，虽然利用的幅相测量芯片只有一个，但是微波开关选通网络非常庞大，也会使得检测控制的效率相对降低。因此本实用新型提供了一种优选的实施例，如图2所示，其中：幅相测量芯片的数量与TR组件的数量相同，皆为1个以上；定义不同馈元中的多个TR组件为第一TR组件至第N TR组件，以及分别与第一TR组件至第N TR组件相对应的第一幅相测量芯片至第N幅相测量芯片；每个幅相测量芯片的第一射频输入端可接收与之对应的TR组件输出端的射频信号；每个幅相测量芯片的第二射频输入端可接收与之对应的TR组件输入端的射频信号或者相邻TR组件输出端的射频信号；每个幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接其中一个与本幅相测量芯片相连通的TR组件的衰减器和移相器。具体的，如果将相邻两组幅相测量芯片和TR组件定义为第一组和第二组；第一组和第二组之间通过选通转换开关和功分器连接；选通转换开关为单刀双掷开关，其输入端连接第一组中TR组件的射频输入端，功分器的输入端连接第二组中TR组件的射频输出端；选通转换开关的两个输出端分别连接第一组中幅相测量芯片的第二射频输入端和功分器的其中一个输出端，功分器的另一个输出端连接第二组中幅相测量芯片的第一射频输入端。

在需要实现每一个TR组件的自检和自控时，控制选通开关，使得每个幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端分别连接与之对应的TR组件射频输出端和射频输入端；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接与之对应的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和外部幅控信号；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和外部相控信号。

在需要实现两个TR组件之间的比检和比控时，控制选通开关，使得每个幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端分别连接与之对应的TR组件射频输出端和相邻TR组件的射频输出端；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接与之对应的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和幅控输出端；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和相控输出端。

上述自检和自控、比检和比控的切换皆通过控制连接指示单元5的单刀双掷开关也即SPDT开关来实现。

本实用新型在应用时可实现对有源阵面天线上大量TR组件的检测控制，灵活进行自检/自控、比检/比控的切换，便于雷达对波束的调整，实现自适应调整的功能。

本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims

1.一种TR组件检测控制系统，其特征是，包括1个以上幅相测量芯片，幅相测量芯片包括第一射频信号输入端、第二射频信号输入端、幅控输入端、相控输入端、幅控输出端和相控输出端；

2.根据权利要求1所述的TR组件检测控制系统，其特征是，还包括指示单元，指示单元的输入端连接幅相测量芯片的幅控输出端以及相控输出端；指示单元、幅相测量芯片的幅控输出端以及相控输出端、TR组件的衰减器或者移相器，三者之间通过单刀双掷开关连接。

3.根据权利要求1所述的TR组件检测控制系统，其特征是，所述幅相测量芯片为芯片AD8032。

4.根据权利要求1至3任一项所述的TR组件检测控制系统，其特征是，幅相测量芯片的数量为1个，TR组件为1个以上；每个TR组件的射频输出端和射频输入端皆分别连接一个定向耦合器的信号输入端；幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端与多个定向耦合器之间通过微波开关连接；微波开关中包括2个以上可选通道，使得每个定向耦合器的信号输出端皆能够连通幅相测量芯片的任何一个射频输入端。

5.根据权利要求4所述的TR组件检测控制系统，其特征是，所述微波开关中仅有两个可选通道被选通；被选通的两个可选通道的输出端分别连接幅相测量芯片的第一射频信号输入端和第二射频信号输入端；被选通的两个可选通道的输入端分别连接同一个TR组件输入端的射频信号和输出端的射频信号；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接被选通的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和外部幅控信号；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和外部相控信号。

6.根据权利要求4所述的TR组件检测控制系统，其特征是，所述微波开关中仅有两个可选通道被选通；被选通的两个可选通道的输出端分别连接幅相测量芯片的第一射频信号输入端和第二射频信号输入端；被选通的两个可选通道的输入端分别连接两个不同TR组件输出端的射频信号；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接其中一个被选通的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和幅控输出端；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和相控输出端。

7.根据权利要求1至3任一项所述的TR组件检测控制系统，其特征是，幅相测量芯片的数量与TR组件的数量相同，皆为1个以上；定义不同馈元中的多个TR组件为第一TR组件至第N TR组件，以及分别与第一TR组件至第N TR组件相对应的第一幅相测量芯片至第N幅相测量芯片；每个幅相测量芯片的第一射频输入端可接收与之对应的TR组件输出端的射频信号；每个幅相测量芯片的第二射频输入端可接收与之对应的TR组件输入端的射频信号或者相邻TR组件输出端的射频信号；每个幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接其中一个与本幅相测量芯片相连通的TR组件的衰减器和移相器。

8.根据权利要求7所述的TR组件检测控制系统，其特征是，所述每个幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端分别连接与之对应的TR组件射频输出端和射频输入端；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接与之对应的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和外部幅控信号；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和外部相控信号。

9.根据权利要求7所述的TR组件检测控制系统，其特征是，所述每个幅相测量芯片的第一射频输入端和第二射频输入端分别连接与之对应的TR组件射频输出端和相邻TR组件的射频输出端；幅相测量芯片的幅控输出端和相控输出端分别连接与之对应的TR组件的衰减器和移相器；第一转换开关连通幅相测量芯片的幅控输入端和幅控输出端；第二转换开关连通幅相测量芯片的相控输入端和相控输出端。

10.根据权利要求7所述的TR组件检测控制系统，其特征是，将相邻两组幅相测量芯片和TR组件定义为第一组和第二组；第一组和第二组之间通过选通转换开关和功分器连接；选通转换开关的输入端连接第一组中TR组件的射频输入端，功分器的输入端连接第二组中TR组件的射频输出端；选通转换开关的两个输出端分别连接第一组中幅相测量芯片的第二射频输入端和功分器的其中一个输出端，功分器的另一个输出端连接第二组中幅相测量芯片的第一射频输入端。