CN204228950U - 一种雷达系统l波段收发机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种雷达系统L波段收发机，所述收发机包括设置在芯片内部的接收通道、发射通道和设置在芯片外部的外围电路；其中接收机包括依次连接的设置在接收通道内的数控衰减器、外围电路中的第一射频带通滤波器、接收通道内的低噪声放大器、接收通道内的下变频混频器、外围电路中的中频带通滤波器、接收通道内的可变增压放大器和中频功率放大器；发射机包括依次连接的设置在发射通道内的上变频混频器、发射通道内的射频缓冲器、外围电路中的第二射频带通滤波器和发射通道内的输出功率放大器，在输出功率放大器的输出端并联有输出功率检测器；在所述下变频混频器与上变频混频器之间连接有单刀双掷开关。该收发机还具有体积小，功耗低，成本低廉特点。
Description
技术领域
本实用新型涉雷达通信技术领域，具体涉及一种雷达系统L波段收发机。
背景技术
雷达收发机处于天线与基带处理单元之间，是雷达通信系统必不可少的组成部分，广泛应用于军事通信和民用通信。雷达接收机的作用是将天线上接收到的微弱高频信号进行滤波，将其从伴随的噪声和干扰中选择出来，经过预选、放大、变频、滤波和解调等方式，使目标发射回的射频回波信号变成足够幅度的中频信号，供后续电路模块使用。雷达发射机的作用是为雷达系统提供一个受到调制的大功率射频信号，将低频信号转换成符合要求的射频信号，通过天线辐射到空间，然后利用物体反射电磁波的特性确定目标的距离、方位、高度和速度等参数。收发机性能的优劣直接影响雷达系统的整体性能。
目前随着半导体制造技术的发展，使得器件性能不断提高、器件尺寸进一步缩小，目前雷达收发机在设计和实现上逐渐趋向高性能、高集成度；同时，随着雷达技术的发展，雷达对收发机的线性度、动态范围、灵敏度等性能指标提出了越来越苛刻的要求。现有的雷达收发机的电路结构已经不能满足上述需求，因此有必要设计一种新型的L波段雷达收发机。
中国专利申请号为：201010152984.7的专利公开了一种L波段雷达接收机的射频前端电路，包括二极管限幅器、收发开关、低噪声放大器、射频LC带通滤波器、下变频混频器、声表面波滤波器、可变增益放大器、中频放大器；天线接收到的L波段射频信号经过二极管限幅器、收发开关、低噪声放大器和射频LC滤波器后送至下变频混频器变换为中频信号，再经过窄带的声表面波滤波器；最后经可变增益放大器和中频放大器输出到A/D器。但该雷达结构复杂，体积较大，制造成本高。
实用新型内容
本实用新型目的在于，克服现有技术中的缺陷，提供一种集成度高、结构简单、体积小，制造成本低的雷达系统L波段收发机。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种雷达系统L波段收发机，所述收发机包括设置在芯片内部的接收通道、发射通道和设置在芯片外部的外围电路；所述收发机中的接收机包括设置在接收通道内的数控衰减器、低噪声放大器、下变频混频器、可变增压放大器、中频功率放大器和设置在外围电路中的第一射频带通滤波器、中频带通滤波器，接收机按照如下顺序依次连接，设置在接收通道内的数控衰减器、外围电路中的第一射频带通滤波器、接收通道内的低噪声放大器、接收通道内的下变频混频器、外围电路中的中频带通滤波器、接收通道内的可变增压放大器和中频功率放大器；所述收发机中的发射机包括设置在接收通道内的上变频混频器、射频缓冲器、输出功率放大器和设置在外围电路中的第二射频带通滤波器，发射机按照如下顺序依次连接，设置在发射通道内的上变频混频器、发射通道内的射频缓冲器、外围电路中的第二射频带通滤波器和发射通道内的输出功率放大器，在输出功率放大器的输出端并联有输出功率检测器；在所述下变频混频器与上变频混频器之间连接有单刀双掷开关。
优选的技术方案是，在所述输出功率放大器上设有控制开关。
优选的技术方案还有，所述单刀双掷开关的信号输入端与设置在芯片外部的振荡器连接，单刀双掷开关的两个信号输出端分别通过本振缓冲器与下变频混频器与上变频混频器连接。
优选的技术方案还有，所述可变增压放大器的增益为5dB～-10dB，增益的步进为1dB。
优选的技术方案还有，所述低噪声放大器的电压增益为13dB。
优选的技术方案还有，所述中频功率放大器的电压增益为21dB。
优选的技术方案还有，所述输出功率放大器的功率增益为21dB。
优选的技术方案还有，所述下变频混频器的电压增益为8dB。
优选的技术方案还有，所述芯片内部设有电源管理模块。
本实用新型的优点及有益效果是，所述雷达系统L波段收发机采用芯片，将接收与发射通道集成为一体。其接收通道在芯片的内部集成了数控衰减器、低噪声放大器、下变频混频器、可变增压放大器、中频功率放大器，完成对L波段射频回波信号的下变频；发射通道在芯片的内部集成了上变频混频器、射频缓冲器、输出功率放大器和输出功率检测器，完成对输入中频信号的上变频处理。通过设置在芯片外部的少量元器件即可实现L波段射频信号的接收和发射。所述雷达系统L波段收发机还具有体积小，功耗低，发热量少，成本低廉等特点。
附图说明
图1为本实用新型雷达系统L波段收发机的电路原理图。
图中：1-射频输入端口，2-数控衰减器，3-第一射频带通滤波器，4-低噪声放大器，5-下变频混频器，6-中频带通滤波器，7-可变增压放大器，8-中频功率放大器，9-射频输出端口，10-中频输入端口，11-上变频混频器，12-射频缓冲器，13-输出功率放大器，14-输出功率检测器，15、第二射频带通滤波器，16-中频输出端口，17-开关，18-单刀双掷开关，19-振荡器，20-本振缓冲器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型是一种雷达系统L波段收发机，所述收发机采用集成的芯片和外围电路，整个收发机芯片包括接收通道和发射通道，收发机采用分时复用工作方式。L波段收发机中的接收机包括接收通道内的(DGC)数控衰减器2、外围电路中的(RF_BPF1)第一射频带通滤波器3、接收通道内的(LNA)低噪声放大器4、接收通道内的(Mixer1)下变频混频器5、外围电路中的(IF_BPF)中频带通滤波器6、接收通道内的(VGA)可变增压放大器7和(RX_PA)中频功率放大器8。射频输入端口1从数控衰减器2的输入端引入，通过数控衰减器2提供可控功率增益后引出到片外第一射频带通滤波器3，滤波后信号又依次经过低噪声放大器4进行放大和下变频混频器5的变频。低噪声放大器4提供13dB的电压增益，下变频混频器5提供8dB电压增益，并将1280～1400MHz射频信号下变频到130MHz，然后引出到芯片外部的中频带通滤波器6进行中频滤波，用于抑制相邻信道干扰，然后再引入可变增益放大器7，下变频混频器5所需本振信号由芯片外部提供。可变增益放大器7能够提供最高5dB，最低-10dB的电压增益，总共16dB的控制范围，电压增益的步进为1dB；中频功率放大器8提供21dB的电压增益，输出1dB压缩点大于16dBm。从低噪声放大器4的输入端到中频功率放大器8的输出端的射频输出端口9，其噪声系数小于9dB。
L波段收发机中的发射机包括设置在发射通道内的(Mixer2)上变频混频器11、(RF_Amp)射频缓冲器12、(TX_PA)输出功率放大器13和(Error Indicator)输出功率检测器14，采用直接调制发射结构。将中频输入端口10输入到上变频混频器11，将信号从130MHz的中频变频到1280～1400MHz的射频，同时提供-5dB的电压增益。由芯片外部提供上变频混频器11所需的本振信号。射频缓冲器12提供单位增益驱动芯片，发射通道外部的(RF_BPF2)第二射频带通滤波器15，信号经滤波后再进入输出功率放大器13。输出功率放大器13提供21dB的功率增益后，输出中频输出端口16，输出1dB压缩点为12dBm，并且在输出功率放大器13上提供一路控制(SW1)开关17，用以实现发射通道的开启与关闭，从而实现调制。在下变频混频器5与上变频混频器11之间连接有单刀双掷开关18，所述单刀双掷开关18的信号输入端与设置在芯片外部的振荡器19连接，单刀双掷开关18的两个信号输出端分别通过本振缓冲器20与下变频混频器5与上变频混频器11连接。
在发射通道的输出端并联一个输出功率检测电路14，用以检测输出信号的功率，并转化成相应的直流电平，所述电平与芯片外部所提供参考电压比较，从而实现故障指示的功能。当检测到信号功率大于0dBm时，输出指示为TTL高电平，小于0dBm时输出指示为TTL低电平。
芯片内部的各模块均由电源管理模块管理，电源管理模块用于开关相应模块。
本实用新型不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本实用新型的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述收发机包括设置在芯片内部的接收通道、发射通道和设置在芯片外部的外围电路；所述收发机中的接收机包括设置在接收通道内的数控衰减器、低噪声放大器、下变频混频器、可变增压放大器、中频功率放大器和设置在外围电路中的第一射频带通滤波器、中频带通滤波器，接收机按照如下顺序依次连接，设置在接收通道内的数控衰减器、外围电路中的第一射频带通滤波器、接收通道内的低噪声放大器、接收通道内的下变频混频器、外围电路中的中频带通滤波器、接收通道内的可变增压放大器和中频功率放大器；所述收发机中的发射机包括设置在接收通道内的上变频混频器、射频缓冲器、输出功率放大器和设置在外围电路中的第二射频带通滤波器，发射机按照如下顺序依次连接，设置在发射通道内的上变频混频器、发射通道内的射频缓冲器、外围电路中的第二射频带通滤波器和发射通道内的输出功率放大器，在输出功率放大器的输出端并联有输出功率检测器；在所述下变频混频器与上变频混频器之间连接有单刀双掷开关。
2.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，在所述输出功率放大器设有控制开关。
3.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述单刀双掷开关的信号输入端与设置在芯片外部的振荡器连接，单刀双掷开关的两个信号输出端分别通过本振缓冲器与下变频混频器与上变频混频器连接。
4.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述可变增压放大器的增益为5dB～-10dB，增益的步进为1dB。
5.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述低噪声放大器的电压增益为13dB。
6.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述中频功率放大器的电压增益为21dB。
7.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述输出功率放大器的功率增益为21dB。
8.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述下变频混频器的电压增益为8dB。
9.如权利要求1所述的雷达系统L波段收发机，其特征在于，所述芯片内部设有电源管理模块。
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