CN207530817U - 一种具有校准功能的数字tr组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有校准功能的数字TR组件,包括数字处理板、频率源、校准通道和TR通道模块；TR通道模块包括多路TR通道，数字处理板分别与校准通道以及每一路TR通道双向连接；所述频率源用于产生本振信号，频率源的控制输入端与数字处理板连接，频率源的本振信号输出端分别与校准通道和每一个TR通道连接。本实用新型每个TR通道均可配合收发天线独立进行信号收发，一方面来看，通过多路发射功率合成可以使得整个数字TR组件具有更大的发射功率和更远的传输距离；另一方面来看，每个TR通道独立工作，容错率高，某一个TR通道故障，也不影响整个数字TR组件的正常工作；通过校准通道能够对TR通道进行校准，显著提高TR通道进行信号收发的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子通信领域，属于雷达阵列的前端组件，特别是涉及一种具有校准功能的数字TR组件。
背景技术
空中管制是利用通信、导航技术和监控手段对飞机飞行活动进行监视和控制，保证飞行安全和有秩序飞行；在飞行航线的空域划分不同的管理空域，如航路、飞行情报管理区、进近管理区、塔台管理区、等待空域管理区等，并按管理区不同使用不同的雷达设备，以防止航空器相撞，防止机场及其附近空域内的航空器同障碍物相撞；空中管制对维护空中交通秩序，保障空中交通畅通，保证飞行安全和提高飞行效率具有着重要的作用；就目前而言，空中管制在国内外早已是非常成熟的运用。
数字TR组件是进行空中管制必不可缺的设备，一般情况下，数字TR组件在发射功率，信号传输距离上都有着较高的要求，同时，传统的数字TR组件难以对TR通道进行校准，不利于提高信号发射和信号接收的准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有校准功能的数字TR组件，发射功率大、传输距离远，且具有自动校准功能，能够显著提高信号发射和信号接收的准确性。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种具有校准功能的数字TR组件，包括数字处理板、频率源、校准通道和TR通道模块；所述TR通道模块包括多路TR通道，数字处理板分别与校准通道以及每一路TR通道双向连接；所述频率源用于产生本振信号，频率源的控制输入端与数字处理板连接，频率源的本振信号输出端分别与校准通道和每一个TR通道连接。
其中，所述数字处理板包括FPGA模块、第一DA转换模块、第二DA转换模块、第一AD转换模块和第二AD转换模块，所述FPGA模块的输出端分别与第一DA转换模块和第二DA转换模块连接，第一DA转换模块的输出端分别与每一路数字TR通道连接，第二DA转换模块的输出端与校准通道连接；所述第一AD转换模块的输入端与每一路数字TR组件连接，第一AD转换模块的输出端与FPGA模块连接，所述第二AD转换模块的输入端与校准通道连接，第二AD转换模块的输出端与FPGA模块连接；所述FPGA模块还与频率源的控制输入端连接。所述数字处理板还包括与FPGA模块连接的光模块，所述光模块经光通信接口连接到外部的上位机。
其中，所述校准通道连接有校准天线，每一个所述TR通道均连接有收发天线。
其中，所述TR通道包括发射单元、接收单元、大功率开关和第一低通滤波器；
所述发射单元包括第一发射调制器和第一功率放大器，所述第一发射调制器的输入端与数字处理板的第一DA转换模块连接，第一发射调制器的输出端通过第一功率放大器与大功率开关连接；所述接收单元包括第一低噪声放大器和第一解调器，所述第一低噪声放大器的输入端与大功率开关连接，第一低噪声放大器的输出端通过第一解调器与数字处理板的第一AD转换模块连接；所述大功率开关还通过第一低通滤波器与收发天线双向连接。
其中，所述校准通道包括第二发射调制器、第二功率放大器、第二低噪声放大器和第二解调器；所述第二发射调制器的输入端与数字处理板的第二DA转换模块连接，第二发射调制器的输出端通过第二功率放大器与校准天线连接；所述第二低噪声放大器的输入端与校准天线连接，第二低噪声放大器的输出端通过第二解调器与数字处理板的第二AD转换模块连接。
其中，所述频率源包括时钟晶振、锁相环、DDS模块、第二低通滤波器、放大器和功分器；所述时钟晶振的输出端与锁相环的信号输入端连接，锁相环的控制输入端与数字处理板的FPGA模块连接，锁相环的输出端与DDS模块的信号输入端连接，DDS模块的控制输入端与数字处理板的FPGA模块，DDS模块的输出端依次经第二低通滤波器、放大器连接到功分器，所述功分器的输出端分别校准通道以及每一个TR通道连接。所述功分器的输出端连接到各TR通道中的第一发射调制器和第一解调器；并且，所述功分器的输出端连接到校准通道的第二发射调制器和第二解调器。
所述数字TR组件还包括电源模块，所述电源模块分别与数字处理板、频率源、校准通道和TR通道模块连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的TR通道模块包括多个TR通道，每个TR通道均可通道连接的收发天线进行数据收发，一方面来看，通过多路发射功率合成可以使得整个数字TR组件具有更大的发射功率，进而延长信号的传输距离；另一方面来看每个TR通道配合对应的收发天线可独立的进行信号收发，容错率高，即使某一个TR通道故障，也不影响整个数字TR组件的正常工作；同时，本实用新型的校准通道能够对TR通道的信号发射和接收进行校准，从而显著提高正常工作过程中信号发射和信号接收的准确性。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为TR通道的原理框图；
图3为校准通道的原理框图；
图4为频率源的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种具有校准功能的数字TR组件，包括数字处理板、频率源、校准通道和TR通道模块；所述TR通道模块包括多路TR通道，数字处理板分别与校准通道以及每一路TR通道双向连接；所述频率源用于产生本振信号，频率源的控制输入端与数字处理板连接，频率源的本振信号输出端分别与校准通道和每一个TR通道连接。其中，所述校准通道连接有校准天线，每一个所述TR通道均连接有收发天线。
在本申请的实施例中，TR通道模块包括10路TR通道。
所述数字处理板包括FPGA模块、第一DA转换模块、第二DA转换模块、第一AD转换模块和第二AD转换模块，所述FPGA模块的输出端分别与第一DA转换模块和第二DA转换模块连接，第一DA转换模块的输出端分别与每一路数字TR通道连接，第二DA转换模块的输出端与校准通道连接；所述第一AD转换模块的输入端与每一路数字TR组件连接，第一AD转换模块的输出端与FPGA模块连接，所述第二AD转换模块的输入端与校准通道连接，第二AD转换模块的输出端与FPGA模块连接；所述FPGA模块还与频率源的控制输入端连接。所述数字处理板还包括与FPGA模块连接的光模块，所述光模块经光通信接口连接到外部的上位机。
如图2所示，所述TR通道包括发射单元、接收单元、大功率开关和第一低通滤波器；
所述发射单元包括第一发射调制器和第一功率放大器，所述第一发射调制器的输入端与数字处理板的第一DA转换模块连接，第一发射调制器的输出端通过第一功率放大器与大功率开关连接；所述接收单元包括第一低噪声放大器和第一解调器，所述第一低噪声放大器的输入端与大功率开关连接，第一低噪声放大器的输出端通过第一解调器与数字处理板的第一AD转换模块连接；所述大功率开关还通过第一低通滤波器与收发天线双向连接。
在一些实施例中，所述发射单元的第一发射调制器和第一功率放大器之间还可以包括衰减器、放大器、滤波器、调相器等器件，对发射信号进行调理；第一低噪声放大器和解调器之间还可以包括调相器、放大器、衰减等器件，对接收信号进行调理。
如图3所示，所述校准通道包括第二发射调制器、第二功率放大器、第二低噪声放大器和第二解调器；所述第二发射调制器的输入端与数字处理板的第二DA转换模块连接，第二发射调制器的输出端通过第二功率放大器与校准天线连接；所述第二低噪声放大器的输入端与校准天线连接，第二低噪声放大器的输出端通过第二解调器与数字处理板的第二AD转换模块连接。
如图4所示，所述频率源包括时钟晶振、锁相环、DDS模块、第二低通滤波器、放大器和功分器；所述时钟晶振的输出端与锁相环的信号输入端连接，锁相环的控制输入端与数字处理板的FPGA模块连接，锁相环的输出端与DDS模块的信号输入端连接，DDS模块的控制输入端与数字处理板的FPGA模块，DDS模块的输出端依次经第二低通滤波器、放大器连接到功分器，所述功分器的输出端分别校准通道以及每一个TR通道连接。所述功分器的输出端连接到各TR通道中的第一发射调制器和第一解调器；并且，所述功分器的输出端连接到校准通道的第二发射调制器和第二解调器。
所述数字TR组件还包括电源模块，所述电源模块分别与数字处理板、频率源、校准通道和TR通道模块连接。
本实用新型的工作原理如下：在信号发射过程中，FPGA模块产生待发射信号，经数模转换后传输给每一个TR通道；同时，在FPGA模块的控制下，频率源产生本振信号传输给每一个TR通道，在TR通道中，利用频率源产生的本振信号对待发射信号进行调制，并经过信号调理或功率放大后，通过天线进行发射；在信号接收过程中，TR通道通过收发天线进行信号接收，并对接收到的信号放大或调理，同时在FPGA模块的控制下，频率源产生本振信号传输给每一个TR通道中，在TR通道中对放大或调理后的信号进行解调，在对解调得到的信号进行模数转换后，传输给FPGA模块。由于每个TR通道均可通道连接的收发天线进行数据收发，一方面来看，通过多路发射功率合成可以使得整个数字TR组件具有更大的发射功率，进而延长信号的传输距离；另一方面来看每个TR通道配合对应的收发天线可独立的进行信号收发，容错率高，即使某一个TR通道故障，也不影响整个数字TR组件的正常工作；
在校准状态下，由FPGA模块产生校准信号，经DA转换后传输给校准通道，由校准通道对校准信号进行发射，此时，将各个TR通道接收到的信号与FPGA模块产生的校准信号相比较，完成对TR通道中接收单元的校准；然后，将FPGA模块产生的校准信号经DA转换后分别传输给每个TR通道，由各个TR通道依次进行发射，根据各个TR通道发射校准信号时，将校准通道接收到的信号与FPGA模块产生的校准信号向比较，完成TR通道中发射单元的校准；由于校准通道能够对TR通道的信号发射和接收进行校准，故而能够显著提高TR通道正常工作过程中，信号发射和信号接收的准确性。
Claims (10)
1.一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：包括数字处理板、频率源、校准通道和TR通道模块；所述TR通道模块包括多路TR通道，数字处理板分别与校准通道以及每一路TR通道双向连接；所述频率源用于产生本振信号，频率源的控制输入端与数字处理板连接，频率源的本振信号输出端分别与校准通道和每一个TR通道连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述数字处理板包括FPGA模块、第一DA转换模块、第二DA转换模块、第一AD转换模块和第二AD转换模块，所述FPGA模块的输出端分别与第一DA转换模块和第二DA转换模块连接，第一DA转换模块的输出端分别与每一路数字TR通道连接，第二DA转换模块的输出端与校准通道连接；所述第一AD转换模块的输入端与每一路数字TR组件连接，第一AD转换模块的输出端与FPGA模块连接，所述第二AD转换模块的输入端与校准通道连接，第二AD转换模块的输出端与FPGA模块连接；所述FPGA模块还与频率源的控制输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述数字处理板还包括与FPGA模块连接的光模块，所述光模块经光通信接口连接到外部的上位机。
4.根据权利要求1所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述校准通道连接有校准天线，每一个所述TR通道均连接有收发天线。
5.根据权利要求1或4所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述TR通道包括发射单元、接收单元、大功率开关和第一低通滤波器；
所述发射单元包括第一发射调制器和第一功率放大器，所述第一发射调制器的输入端与数字处理板的第一DA转换模块连接，第一发射调制器的输出端通过第一功率放大器与大功率开关连接；所述接收单元包括第一低噪声放大器和第一解调器，所述第一低噪声放大器的输入端与大功率开关连接，第一低噪声放大器的输出端通过第一解调器与数字处理板的第一AD转换模块连接；所述大功率开关还通过第一低通滤波器与收发天线双向连接。
6.根据权利要求1或4所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述校准通道包括第二发射调制器、第二功率放大器、第二低噪声放大器和第二解调器；所述第二发射调制器的输入端与数字处理板的第二DA转换模块连接，第二发射调制器的输出端通过第二功率放大器与校准天线连接；所述第二低噪声放大器的输入端与校准天线连接，第二低噪声放大器的输出端通过第二解调器与数字处理板的第二AD转换模块连接。
7.根据权利要求1所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述频率源包括时钟晶振、锁相环、DDS模块、第二低通滤波器、放大器和功分器；所述时钟晶振的输出端与锁相环的信号输入端连接，锁相环的控制输入端与数字处理板的FPGA模块连接，锁相环的输出端与DDS模块的信号输入端连接，DDS模块的控制输入端与数字处理板的FPGA模块，DDS模块的输出端依次经第二低通滤波器、放大器连接到功分器，所述功分器的输出端分别校准通道以及每一个TR通道连接。
8.根据权利要求7所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述功分器的输出端连接到各TR通道中的第一发射调制器和第一解调器。
9.根据权利要求7所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述功分器的输出端连接到校准通道的第二发射调制器和第二解调器。
10.根据权利要求1所述的一种具有校准功能的数字TR组件，其特征在于：所述数字TR组件还包括电源模块，所述电源模块分别与数字处理板、频率源、校准通道和TR通道模块连接。
Priority Applications (1)
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| CN201721600259.5U CN207530817U (zh) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 一种具有校准功能的数字tr组件 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114966561A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-08-30 | 成都雷通科技有限公司 | 一种用于低空警戒的数字多波束相控阵雷达系统 |
| CN116647289A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 上海建工七建集团有限公司 | 多通道收发设备、校准装置、系统、方法和电子设备 |
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| CN114966561B (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-25 | 成都雷通科技有限公司 | 一种用于低空警戒的数字多波束相控阵雷达系统 |
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