CN207354264U - 一种x波段tr组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种X波段TR组件系统，包括集合口、公共支路和电源及逻辑控制电路，公共支路包括功分网络、第一T/R通道、第二T/R通道、第三T/R通道和第四T/R通道，所述功分网络的输入端双向电连接集合口的输出端，所述功分网络上设有四个T/R通道接口，该接口上分别电连接第一T/R通道、第二T/R通道、第三T/R通道和第四T/R通道的一个输入端，所述第一T/R通道、第二T/R通道、第三T/R通道和第四T/R通道的另一个输入端分别电连接第一线口、第二线口、第三线口、第四线口的输出端。本实用新型具有较好的幅相一致性，完成对发射信号的功率放大，输出10W发射功率，完成接收信号的低噪声放大，具有噪声低的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及相控阵技术领域，具体为一种X波段TR组件。
背景技术
固态有源相控阵雷达采用电的方式控制雷达波束的指向变动，来进行扫描发现目标，具有非常强的多目标批处理功能。迄今为止，各种地面防空、岸舰防御、导弹制导、炮位侦察、机载火控等相继采用了有源相控阵雷达技术。
作为有源相控阵雷达的核心部件，固态T/R组件的性能对雷达整机的各项指标影响较大。从20世纪60年代起，美国、以色列、欧洲、俄罗斯等都相继开展了相控阵雷达的研制。雷达整机从几百个T/R单元，发展到目前近10万个T/R单元，技术性和实用性都得到空前的提高和普及。
我国从20世纪80年代开始，开展了较为全面和深入的相控阵技术研究，目前大多还是采用进口方式进行引进，其成本较高，为此我们提出一种X波段TR组件。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种X波段TR组件，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种X波段TR组件，包括集合口、公共支路和电源及逻辑控制电路，其中：
公共支路包括功分网络、第一T/R通道、第二T/R通道、第三T/R通道和第四T/R通道，所述功分网络的输入端双向电连接集合口的输出端，所述功分网络上设有四个T/R通道接口，该接口上分别电连接第一T/R通道、第二T/R通道、第三T/R通道和第四T/R通道的一个输入端，所述第一T/R通道、第二T/R通道、第三T/R通道和第四T/R通道的另一个输入端分别电连接第一线口、第二线口、第三线口、第四线口的输出端；
所述第一T/R通道包括副相控制多功能器件、接收支路、发射支路，所述的输入端双向连接第一T/R通道的内部输出端，且副相控制多功能器件内包括有控制驱动电路，该副相控制多功能器件的输出端电连接发射支路，所述发射支路的输出端电连接接收支路的输入端，所述接收支路的输出端电连接副相控制多功能器件输入端。
优选的，所述电源及逻辑控制电路包括据接口控制、移相衰减配码分配、T/R收发切换驱动。
优选的，所述副相控制多功能器件还包括收发开关、数控移相器、数控衰减器，所述收发开关分别信号连接数控移相器和数控衰减器。
优选的，所述第一T/R通道还包括环形器，所述环形器的输入端双向电连接第一线口。
优选的，所述接收支路包括限幅器和低噪声放大器，所述环形器的输出端电连接限幅器的输入端，所述限幅器的输出端电连接低噪声放大器的输入端，所述低噪声放大器的输出端电连接副相控制多功能器件的输入端。
优选的，所述副相控制多功能器件包括驱动放大器和末级功率放大器，所述副相控制多功能器件的输出端电连接驱动放大器的输入端，所述驱动放大器的输出端电连接末级功率放大器的输入端，所述末级功率放大器的输出端电连接环形器的输入端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、具有较好的幅相一致性；
2、完成对发射信号的功率放大，输出10W发射功率；
3、完成接收信号的低噪声放大，具有噪声低的特点；
4、完成发射移相控制、接收移相控制、接收衰减控制，具有移相衰减控制精度高的特点；
5、完成电源DC/DC转换及电源调制功能；
6、满足整机环境要求。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型中第一T/R通道结构示意图；
图3为本实用新型中集成电路方案原理框图；
图4为本实用新型中数控移相控制精度曲线；
图5为本实用新型中数控移相控制精度曲线；
图6为本实用新型中收发隔离控制曲线。
图中：1集合仓、2功分网络、3第一T/R通道、31副相控制多功能器件、311控制驱动电路、312收发开关、313数控移相器、314数控衰减器、32接收支路、321限幅器、322低噪声放大器、33发射支路、34环形器、4第二T/R通道、5第三T/R通道、6第四T/R通道、7公共支路、81第一线口、82第二线口、83第三线口、84第四线口、9电源及逻辑控制电路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种X波段TR组件，包括集合口1、公共支路7和电源及逻辑控制电路9，其中：
公共支路7包括功分网络2、第一T/R通道3、第二T/R通道4、第三T/R通道5和第四T/R通道6，功分网络2的输入端双向电连接集合口1的输出端，功分网络2上设有四个T/R通道接口，该接口上分别电连接第一T/R通道3、第二T/R通道4、第三T/R通道5和第四T/R通道6的一个输入端，第一T/R通道3、第二T/R通道4、第三T/R通道5和第四T/R通道6的另一个输入端分别电连接第一线口81、第二线口82、第三线口83、第四线口84的输出端；
第一T/R通道3包括副相控制多功能器件31、接收支路32、发射支路33，的输入端双向连接第一T/R通道3的内部输出端，且副相控制多功能器件31内包括有控制驱动电路311，该副相控制多功能器件31的输出端电连接发射支路33，发射支路33的输出端电连接接收支路32的输入端，接收支路32的输出端电连接副相控制多功能器件31输入端。
电源及逻辑控制电路9包括据接口控制、移相衰减配码分配、T/R收发切换驱动。
副相控制多功能器件31还包括收发开关312、数控移相器313、数控衰减器314，收发开关312分别信号连接数控移相器313和数控衰减器314，收发开关312用于控制T/R组件接收和发射状态之间的切换，为了保证收发分时工作，收发开关应312具有一定的隔离度，采用数控衰减器314，按照二进制码改变衰减器的衰减量，用于控制接收通道增益，最大设计衰减量为31.5dB，采用数控移相器313，按照二进制码改变移相器的相移量，实现天线波束指向的改变，最大标称相移量为354.375°。
该部分电路有两种电路方案。分别为分立电路方案和集成电路方案。
分立电路方案：该方案由分立的数控衰减器314、数控移相器313、收发开关312以及控制驱动电路311组成。由于数控衰减器314仅在T/R组件接收模式使用，所以采用分立电路方案，将数控衰减器314放置在接收支路322上，将数控移相器313放置在公共支路7部分。这样对于组件工作于发射模式时，射频信号仅需经过数控移相器313和收发开关312，减少了公共支路无源器件的损耗，可降低发射支路33放大器的增益。其缺点在于，由于射频通路中分立器件的较多，TR组件装配难度大，不利于幅相一致性的控制。
集成电路方案：该方案采用高度集的幅相控制多功能器件31实现。该类多功能器件功能包括数控衰减器314、数控移相器313、收发开关312、功率放大以及控制驱动。由于将多种功能器件高度集成为一体，减少了通道射频器件的数量，降低装配难度，便于通道幅相一致性控制，如图3所示。
该幅相控制多功能器件31的数控移相器313为6位数控移相，步进为5.625°，总移相为354.375°。在组件的工作频带*GHz内，其相位控制精度小于2°（RMS），满足指标要求的控制精度小于2.5°（RMS）的要求，如图4所示。
该幅相控制多功能器件31的数控衰减器314为6为数控衰减，步进为0.5dB，总衰减量为31.5dB。在组件的工作频带*GHz内，通过对其衰减量进行测试，其衰减精度小于±（0.3+4%AI）dB，均方根值小于0.5dB，如图5所示。
该幅相控制多功能器31的收发隔离度如图所示，隔离度大于25dB，满足技术要求中小于20dB的要求，如图6所示。
幅相控制多功能器件31作为接收通道的最后一级有源器件，其输出功率为15dBm，满足T/R组件接收输出功率大于10dBm的要求。
由于幅相多功能器件31内部集成了功率放大电路，所以该幅相多功能器件接收和发射增益均为2dB。
第一T/R通道3还包括环形器34，环形器34的输入端双向电连接第一线口81。
接收支路32包括限幅器321和低噪声放大器322，环形器34的输出端电连接限幅器321的输入端，限幅器321的输出端电连接低噪声放大器322的输入端，低噪声放大器322的输出端电连接副相控制多功能器件31的输入端。
副相控制多功能器件31包括驱动放大器311和末级功率放大器312，副相控制多功能器件31的输出端电连接驱动放大器311的输入端，驱动放大器311的输出端电连接末级功率放大器312的输入端，末级功率放大器312的输出端电连接环形器34的输入端。
工作原理：T/R组件收发采用分时工作模式，其发射和接收按照一定的脉冲工作方式进行工作。
在发射状态下：发射信号从集合口1输入，经过功分网络2分为4路射频信号，然后通过幅相控制多功能电路31（实现数控移相、数控衰减、收发切换、功率放大）进入发射支路33、然后经过驱动放大器331和末级功率放大器332将射频信号放大到要求电平，最后经环行器34，从第一线口81输出。
在接收状态下：接收信号从第一线口81送入T/R组件，经环行器34进入接收支路32，然后通过限幅器321、低噪声放大器322送入幅相控制多功能电路32（实现数控移相、数控衰减、收发切换、功率放大），最后经过功分网络2，从集合口1输出。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种X波段TR组件，包括集合口（1）、公共支路（7）和电源及逻辑控制电路（9），其中：
公共支路（7）包括功分网络（2）、第一T/R通道（3）、第二T/R通道（4）、第三T/R通道（5）和第四T/R通道（6），所述功分网络（2）的输入端双向电连接集合口（1）的输出端，所述功分网络（2）上设有四个T/R通道接口，该接口上分别电连接第一T/R通道（3）、第二T/R通道（4）、第三T/R通道（5）和第四T/R通道（6）的一个输入端，所述第一T/R通道（3）、第二T/R通道（4）、第三T/R通道（5）和第四T/R通道（6）的另一个输入端分别电连接第一线口（81）、第二线口（82）、第三线口（83）、第四线口（84）的输出端；
所述第一T/R通道（3）包括副相控制多功能器件（31）、接收支路（32）、发射支路（33），所述的输入端双向连接第一T/R通道（3）的内部输出端，且副相控制多功能器件（31）内包括有控制驱动电路（311），该副相控制多功能器件（31）的输出端电连接发射支路（33），所述发射支路（33）的输出端电连接接收支路（32）的输入端，所述接收支路（32）的输出端电连接副相控制多功能器件（31）输入端。
2.根据权利要求1所述的一种X波段TR组件，其特征在于：所述电源及逻辑控制电路（9）包括据接口控制、移相衰减配码分配、T/R收发切换驱动。
3.根据权利要求1所述的一种X波段TR组件，其特征在于：所述副相控制多功能器件（31）还包括收发开关（312）、数控移相器（313）、数控衰减器（314），所述收发开关（312）分别信号连接数控移相器（313）和数控衰减器（314）。
4.根据权利要求1所述的一种X波段TR组件，其特征在于：所述第一T/R通道（3）还包括环形器（34），所述环形器（34）的输入端双向电连接第一线口（81）。
5.根据权利要求4所述的一种X波段TR组件，其特征在于：所述接收支路（32）包括限幅器（321）和低噪声放大器（322），所述环形器（34）的输出端电连接限幅器（321）的输入端，所述限幅器（321）的输出端电连接低噪声放大器（322）的输入端，所述低噪声放大器（322）的输出端电连接副相控制多功能器件（31）的输入端。
6.根据权利要求1所述的一种X波段TR组件，其特征在于：所述副相控制多功能器件（31）包括驱动放大器（311）和末级功率放大器（312），所述副相控制多功能器件（31）的输出端电连接驱动放大器（311）的输入端，所述驱动放大器（311）的输出端电连接末级功率放大器（312）的输入端，所述末级功率放大器（312）的输出端电连接环形器（34）的输入端。
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