CN208433964U - 一种星载小型化c波段双通道t/r组件 - Google Patents

Abstract

一种星载小型化C波段双通道T/R组件,包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、微波链路和电源控制电路；微波链路包括第一微波链路和第二微波链路，电源控制电路包括第一电源控制电路和第二电源控制电路；第一电源控制电路供电于第一微波链路，第二电源控制电路供电于第二微波链路；任一微波链路的发射端供电后可对输入信号进行移相放大、并经过环形隔离器后输出所需信号；及任一微波链路的接收端供电后可对天线接收的回波信号经过环形隔离器后，进行滤波、限幅、放大、衰减和移相输出所需信号。相较传统T/R组件达到了轻量化、小型化的要求，两通道实现独立控制，避免了通道间的性能影响，提高了组件的可靠性。

Description

一种星载小型化C波段双通道T/R组件

技术领域

本实用新型涉及微波多芯片组件技术领域，具体涉及一种星载小型化C波段双通道T/R组件。

背景技术

星载合成孔径雷达(SAR)成像以其高分辨率、全天时、全天候等优点在军用机民用遥感领域广泛应用。基于由于星载SAR发射平台、工作状态下能量供应、故障诊断和维修限制，星载应用T/R组件需要具备以下特点：高效率和低功耗、小型化和轻量化、高幅度相位稳定性和高可靠性等。

目前研制的T/R组件多工作于地面环境，无论从电性能、可靠性和结构重量等方面都无法满足星载应用需求，需要针对特定宇航使用环境，从提升组件效率、稳定性、可靠性和体积重量等方面，研制满足要求的星载小型化T/R组件。

发明内容

本申请提供一种适用于宇宙航行工作环境的星载小型化C波段双通道T/R组件，以达到T/R组件小型化及高可靠性的目的，具体包括：

第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、微波链路和电源控制电路；

微波链路包括第一微波链路和第二微波链路，电源控制电路包括第一电源控制电路和第二电源控制电路；

第一输入端与第一微波链路的输入端连接，第一微波链路的输出端与第一输出端连接；

第二输入端与第二微波链路的输入端连接，第二微波链路的输出端与第二输出端连接；

第一电源控制电路供电于第一微波链路，第二电源控制电路供电于第二微波链路；

第一微波链路和第二微波链路中的任一微波链路的发射端供电后可对输入信号进行移相放大、并经过环形隔离器后输出所需信号；

第一微波链路和第二微波链路中的任一微波链路的接收端供电后可对天线接收的回波信号经过环形隔离器后，进行滤波、限幅、放大、衰减和移相，输出所需信号。

一种实施例中，第一/第二微波链路，包括多功能的幅相控制器、低噪声放大器、耦合检波器、环形隔离器、滤波器和限幅器；

幅相控制器、低噪声放大器、耦合检波器、环形隔离器、滤波器、限幅器组成第一/第二微波链路的发射通路和接收通路；

第一/第二微波链路中的发射通路选通后对输入信号进行移相、放大和隔离，并耦合部分信号进行检波处理作为功率检测信号；

第一/第二微波链路中的接收通路选通后对天线反馈信号进行隔离、限幅、放大、衰减、移相处理，输出所需信号。

一种实施例中，第一/第二电源控制电路包括漏极电压调制电路、栅极电压生成电路、串转并控制电路，漏极电压调制电路和串转并控制电路分别与幅相控制器耦合连接，栅极电压生成电路用于产生发射通路的电压。

一种实施例中，第一/第二电源控制电路为抗辐照加固的硅基MMIC芯片。

依据上述实施例的星载小型化C波段双通道T/R组件，具有以下优点：

1)本例的微波链路部分采用幅相控制多功能芯片，实现移相、衰减、开关选通和放大功能，相比于常用的分立芯片拓扑结构，微波链路部分由原来的8款GaAs MMIC芯片缩减为4款GaAs MMIC芯片，提高了系统的集成度，减小了组件体积，简化了组件结构；

2)本例的电源控制电路部分全部采用抗辐照加固的硅基MMIC芯片，实现对微波链路芯片的脉冲选通功能和加电控制，相对于常用的塑封分立集成电路功能器件，不仅尺寸减小，芯片可靠性提高，满足宇航工作环境需求；

3)具有电路简单、结构紧凑、易实现的特点，并具有一定的通用性，可广泛应用于星载、箭载等有源相控阵雷达系统中。

附图说明

图1为双通道T/R组件原理框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本例提供一种星载小型化C波段双通道T/R组件，其原理框图如图1所示，包括第一输入端1、第二输入端2、第一输出端3、第二输出端4、微波链路5和电源控制电路6；其中，微波链路5包括第一微波链路51和第二微波链路52，电源控制电路6包括第一电源控制电路61和第二电源控制电路62；具体的连接方式是：第一输入端1与第一微波链路51的输入端连接，第一微波链路51的输出端与第一输出端3连接，第二输出端2与第二微波链路52的输入端连接，第二微波链路52的输出端与第二输出端4连接；第一电源控制电路61供电于第一微波链路51，第二电源控制电路62供电于第二微波链路52；这样，第一微波链路51和第二微波链路52分别通过第一电源控制电路61和第二电源控制电路62实现双通道之间独立工作，互不影响，其中，第一微波链路51和第二微波链路52中的任一微波链路的发射端供电后可对输入信号进行移相放大、并经过环形隔离器后输出所需信号；第一微波链路51和第二微波链路52中的任一微波链路的接收端供电后可对天线接收的回波信号经过环形隔离器后，进行滤波、限幅、放大、衰减和移相，输出所需信号。

需要说明的是，本例的第一微波链路51和第二微波链路52组成的双通道，该双通道间共享时钟、数据、脉冲指令信号等信息，而第一电源控制电路61和第二电源控制电路62通过不同锁存信号分别控制该双通道的电源通断，以实现该双通道的微波链路独立工作，互不影响。

具体的，第一微波链路51和第二微波链路52的基本组成相同，均包括多功能的幅相控制器7、低噪声放大器8、耦合检波器9、环形隔离器10、滤波器11和限幅器12，其中，本例的幅相控制器7为具有多功能的GaAs MMIC芯片，以实现移相、衰减、开关选通、放大和串转并功能，相比于常用的分立芯片拓扑结构，本例的微波链路由原来的8款GaAsMMIC芯片缩减为4款GaAsMMIC芯片，提高了系统的集成度，减小了组件体积，简化了T/R组件结构。

本例的低噪声放大器8、耦合检波器9、环形隔离器10、滤波器11和限幅器12是T/R组件常用部分，其具体工作原理是本领域技术人员所熟知的。

本例的幅相控制器7、低噪声放大器8、耦合检波器9、环形隔离器10、滤波器11、限幅器12分别组成第一微波链路51和第二微波链路52的发射通路和接收通路，其中，本例的第一微波链路51和第二微波链路52均可独立加电和独立工作，这样，第一微波链路51和第二微波链路52中的任一发射通路选通后对输入信号进行移相、放大和隔离，并耦合部分信号进行检波处理作为功率检测信号，第一微波链路51和第二微波链路52中的任一接收通路选通后对天线反馈信号进行隔离、限幅、放大、衰减、移相处理，输出所需信号。

本例的第一电源控制电路61和第二电源控制电路62的基本组成相同，具体的，均包括漏极电压调制电路、栅极电压产生电路和串转并控制电路，漏极电压调制电路和串转并控制电路分别与幅相控制器耦合连接，栅极电压生成电路用于产生发射通路的电压，通过漏极电压调制电路、栅极电压产生电路和串转并控制电路来对第一微波链路51和第二微波链路52进行脉冲控制、加电控制和指令控制。其中，漏极电压调制电路通过PMOS管驱动器将输入TTL信号输出反相TTL信号控制PMOS管的通断来给功放提供脉冲形式的漏压；栅极电压产生电路是通过多路负压基准芯片实现，即基准电压通过运算放大器输出具有一定驱动电流的负压以提供功放栅压；串转并控制电路则将移相、衰减和开关等逻辑控制高低电平并行信号进行串口控制，以接受外部控制系统的串行控制信号。

优选的，本例的第一电源控制电路61和第二电源控制电路62使用抗辐照加固的MMIC芯片，实现对微波链路的脉冲选通功能和加电控制，相对于常用的塑封分立集成电路功能器件，不仅使T/R组件尺寸减小，可靠性提高，更能满足宇宙航行工作环境需求。

需要说明的是，本例的T/R组件中除阻容器件和环形隔离器采用表贴器件外，其余功能器件均采用MMIC芯片。

第一微波链路51和第二微波链路52可独立加电工作，在工作频带内，发射通路可提供不低于9W的输出功率，发射效率大于35％；接收通路噪声系数2.8dB；重量仅为35g，实现了T/R组件小型化轻量化设计的目的。

另外，本例的T/R组件采用微波多层混合压制基板作为信号传输媒介，通道间距远小于中心频率半波长，通道间和收发通路间均采用隔墙设计，腔体谐振点远离工作频带。对于大功率有源器件，采用共晶焊接方式焊接在与其热膨胀系数非常接近且导热性能良好的GuMuGu载体上，再与盒体焊接，减小热传输路径热阻，提高散热效率。通过激光封焊工艺将盖板与盒体焊接，保证气密性要求。

本例提供的星载小型化C波段双通道T/R组件，具有电路简单、结构紧凑、易实现的特点，并具有一定的通用性，可广泛应用于星载、箭载等有源相控阵雷达系统中。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (4)

1.一种星载小型化C波段双通道T/R组件,其特征在于,包括：第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、微波链路和电源控制电路；

所述微波链路包括第一微波链路和第二微波链路，所述电源控制电路包括第一电源控制电路和第二电源控制电路；

所述第一输入端与所述第一微波链路的输入端连接，所述第一微波链路的输出端与所述第一输出端连接；

所述第二输入端与所述第二微波链路的输入端连接，所述第二微波链路的输出端与所述第二输出端连接；

所述第一电源控制电路供电于所述第一微波链路，所述第二电源控制电路供电于所述第二微波链路；

所述第一微波链路和第二微波链路中的任一微波链路的发射端供电后可对输入信号进行移相放大、并经过环形隔离器后输出所需信号；

所述第一微波链路和第二微波链路中的任一微波链路的接收端供电后可对天线接收的回波信号经过环形隔离器后，进行滤波、限幅、放大、衰减和移相，输出所需信号。

2.如权利要求1所述的星载小型化C波段双通道T/R组件，其特征在于，所述第一/第二微波链路，包括多功能的幅相控制器、低噪声放大器、耦合检波器、环形隔离器、滤波器和限幅器；

所述幅相控制器、低噪声放大器、耦合检波器、环形隔离器、滤波器、限幅器组成所述第一/第二微波链路的发射通路和接收通路；

所述第一/第二微波链路中的发射通路选通后对输入信号进行移相、放大和隔离，并耦合部分信号进行检波处理作为功率检测信号；

所述第一/第二微波链路中的接收通路选通后对天线反馈信号进行隔离、限幅、放大、衰减、移相处理，输出所需信号。

3.如权利要求2所述的星载小型化C波段双通道T/R组件，其特征在于，所述第一/第二电源控制电路包括漏极电压调制电路、栅极电压产生电路、串转并控制电路，所述漏极电压调制电路和串转并控制电路分别与所述幅相控制器耦合连接，所述栅极电压生成电路用于产生所述发射通路的电压。

4.如权利要求1所述的星载小型化C波段双通道T/R组件，其特征在于，所述第一/第二电源控制电路为抗辐照加固的硅基MMIC芯片。