CN210120556U - 一种小型化多通道tr收发组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化多通道TR收发组件，包括收发前端、三通道接收部分、功放发射部分、L波段TR部分、频率源部分；所述三通道接收部分包括Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道，用于接收天线信号并发射中频信号；所述频率源部分用于对三通道接收部分提供跳频本振信号，用于对功放发射部分提供激励信号、校准信号，用于对L波段TR部分提供接收本振信号以及发射所需的激励源、毫米波信号；所述频率源部分发射的激励信号经过功放发射部分，并通过收发前端的开关选择从Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道中的任一天线端口发射。本实用新型具有三通道，具有体积小、重量轻、持续能力强的特点，具有较好的实用性。

Description

一种小型化多通道TR收发组件

技术领域

本实用新型属于电子通信的技术领域，具体涉及一种小型化多通道TR收发组件。

背景技术

收发组件是雷达不可或缺的组成部分，与不同的天线结合，可以广泛地应用在移动通信、军事探测、电子对抗等领域。针对不同的应用背景，对收发组件提出了不同的技术要求，但是小型化、集成化是提高收发组件实用性的有效途径。同时，单一通道的收发组件无法满足高性能雷达装置的需要，只有多通道的收发组件才具有更深刻的学术价值和工程价值。结合雷达装置的极化特征、空间功率合成等技术指标要求，对于多通道收发组件的通道间相位关系提出了更严格的要求。而小型化多通道TR收发组件在军事上主要用于搜索、引导和敌我识别。具有体积小、重量轻、持续能力强等特点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型化多通道TR收发组件，具有体积小、重量轻、持续能力强的特点，具有较好的实用性。

本实用新型主要通过以下技术方案实现：一种小型化多通道TR收发组件，包括收发前端、三通道接收部分、功放发射部分、L波段TR部分、频率源部分；所述三通道接收部分包括Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道；所述三通道接收部分用于接收天线信号，并发射中频信号；所述频率源部分用于对三通道接收部分提供跳频本振信号，用于对功放发射部分提供激励信号、校准信号，用于对L波段TR部分提供接收本振信号以及发射所需的激励源、毫米波信号；所述频率源部分发射的激励信号经过功放发射部分，并通过收发前端的开关选择从Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道中的任一天线端口发射。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述L波段TR部分在接收时，接收通道将两个点频信号依次经过滤波、放大后并与本振混频得到两路中频信号；在发射时，激励源输入的信号经过调制器、放大器、带通滤波处理后，并TR前端的合路器一起将毫米波信号一同通过天线发射出去。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述L波段TR部分在接收时，接收信号依次经过低噪放、带通滤波器、放大器，并通过混频器与本振信号混频，然后依次经过中频放大器、功分器得到两路信号，且分别经过放大器、低通滤波处理后得到中频信号。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述L波段TR部分在发射时，激励源信号通过BPSK、ASK调制器调制。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述L波段TR部分的接收本振信号和发射激励信号通过两个锁相环ADF4360直接产生；所述毫米波信号直接采用内置VCO的PLL芯片HMC767直接产生，然后经过滤波器滤除杂波，最后通过合路器输出。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述收发前端包括LC滤波器和大功率收发开关；所述LC滤波器采取切比雪夫模型设计。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，激励信号经过ASK、BPSK调制芯片调制后，进入到功放发射部分后进行三级放大，然后进入收发前端；所述功放发射部分的末级功放选用线性功放，输出功率和输入信号为线性放大。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，还包括电源部分，所述电源部分包括DC-DC模块和LDO芯片；输入电压由DC-DC模块转换后，经过LDO芯片二次稳压处理。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，功放的供电单独可控，且内部包含过流检测与时序保护电路；由于末级功放管为GaN功放管，需先上负压后上正压，故加入时序保护电路管理加电时序与关电时序，同时每路加上过流检测，当漏极电压电流过大时，控制开关电路关断功放的漏极供电。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道的分别设置有LDO芯片，且电源输入端用磁珠和电容进行滤波处理。

本实用新型的工作原理如下：

收发前端部分：主要功能是完成Σ、Δ、Ω三通道的收发切换和功放发射时天线端口输出的选择，同时具有发射频谱滤波功能；

三通道接收部分：主要功能是接收天线的微弱信号，进行低噪声放大、滤波、混频到中频信号送给组件外部配套的处理板进行采样和信号处理。

功放发射部分：激励信号经过三级放大器放大，再通过收发前端的开关选择，从Σ、Δ、Ω任一天线端口发射出去。

L波段TR部分：发射时，激励源根据系统送出的调制框架和BPSK调制数据调制输出射频信号，同时通过合路器将毫米波信号一同通过天线发射出去；接收时，接收通道将接收的信号，滤波放大后与本振混频得到两路中频信号，送至组件外部配套的处理板进行采样和信号处理；

频率源部分：提供三通道接收机需要的跳频本振信号，提供功放发射所需的激励信号，提供校准信号；提供L波段TR部分的接收本振信号以及发射所需的激励源信，提供毫米波信号。

数字控制处理板部分：实现频率源的频率跳频控制，收发通道开关控制，功放的AM、ASK、BPSK调制，以及BIT检测功能。

电源部分主要有DC-DC模块和LDO芯片组成，输入电压由DC-DC模块转换以后，再经过LDO芯片二次稳压处理，可减少电源纹波，分别给各单元供电。功放的供电单独可控，且内部包含过流检测与时序保护电路；由于末级功放管为GaN功放管，需先上负压后上正压，故加入时序保护电路管理加电时序与关电时序，同时每路加上过流检测，当漏极电压电流过大时，控制开关电路关断功放的漏极供电。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型具有三通道，具有体积小、重量轻、持续能力强的特点，具有较好的实用性。

（2）LC滤波器采取切比雪夫模型设计，具有带内波动平坦度高、插入损耗低、带外抑制高等特点。此处的滤波器主要起到对功放的倍频抑制，保证电磁兼容特性指标。

（3）接收本振采用高性能捷变频芯片进行设计，参考源选用LINERA公司整数模式的鉴相器，该器件工作频率为0.5GHz～3.7GHz，采用20MHz进行鉴相，捷变频芯片直接输出捷变频本振信号，为了保证输出信号的杂散抑制，在链路中设计一组滤波器进行滤波，滤波后信号通过缓冲放大器后进行三功分，分别提供给接收组件三个变频通道作为本振信号。

（4）电源部分主要有DC-DC模块和LDO芯片组成，输入电压由DC-DC模块转换以后，再经过LDO芯片二次稳压处理，可减少电源纹波，分别给各单元供电。

（5）通过抗干扰度较高的LDO稳压芯片将电压送给各个功能电路使用，充分衰减组件内部DC-DC开关电源工作时产生的较强的干扰信号。均通过各自的LDO芯片稳压后再使用。进入各功能电路的电源输入端用磁珠和电容进行滤波处理，最大限度的增加电源间的隔离。

附图说明

图1 为本实用新型的系统构成原理框图；

图2 为本实用新型的收发前端组成原理框图；

图3为本实用新型的三通道接收模块原理框图；

图4为本实用新型的功放发射通道原理框图；

图5 为本实用新型的L波段TR部分原理框图；

图6 为本实用新型的频率源部分原理框图；

图7 为本实用新型的数字控制处理单元原理框图；

图8 为本实用新型的电源单元原理框图。

具体实施方式

实施例1：

一种小型化多通道TR收发组件，如图1所示，包括收发前端、三通道接收部分、功放发射部分、L波段TR部分、频率源部分；所述三通道接收部分包括Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道；所述三通道接收部分用于接收天线信号，并依次经过低噪声放大、滤波、混频后得到中频信号；所述频率源部分用于对三通道接收部分提供跳频本振信号，用于对功放发射部分提供激励信号、校准信号，用于对L波段TR部分提供接收本振信号以及发射所需的激励源、毫米波信号；如图3所示，所述频率源部分发射的激励信号经过功放发射部分，并通过收发前端的开关选择从Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道中的任一天线端口发射。

本实用新型具有三通道，解决了现有技术中只有一通道的问题，具有体积小、重量轻、持续能力强的特点，具有较好的实用性。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，所述L波段TR部分在接收时，接收通道将两个点频信号依次经过滤波、放大后并与本振混频得到两路中频信号；在发射时，激励源输入的信号经过调制器、放大器、带通滤波处理后，并TR前端的合路器一起将毫米波信号一同通过天线发射出去。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图5所示，所述L波段TR部分在接收时，接收信号依次经过低噪放、带通滤波器、放大器，并通过混频器与本振信号混频，然后依次经过中频放大器、功分器得到两路信号，且分别经过放大器、低通滤波处理后得到中频信号。所述L波段TR部分在发射时，激励源信号通过BPSK、ASK调制器调制。

所述L波段TR部分的接收本振信号和发射激励信号通过两个锁相环ADF4360直接产生；所述毫米波信号直接采用内置VCO的PLL芯片HMC767直接产生，然后经过滤波器滤除杂波，最后通过合路器输出。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1-3任一个的基础上进行优化，如图2所示，所述收发前端包括LC滤波器和大功率收发开关；所述LC滤波器采取切比雪夫模型设计。如图4所示，激励信号经过ASK、BPSK调制芯片调制后，进入到功放发射部分后进行三级放大，然后进入收发前端；所述功放发射部分的末级功放选用线性功放，输出功率和输入信号为线性放大。

LC滤波器采取切比雪夫模型设计，具有带内波动平坦度高、插入损耗低、带外抑制高等特点。此处的滤波器主要起到对功放的倍频抑制，保证电磁兼容特性指标。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一个相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，还包括电源部分，所述电源部分包括DC-DC模块和LDO芯片；输入电压由DC-DC模块转换后，经过LDO芯片二次稳压处理。功放的供电单独可控，且内部包含过流检测与时序保护电路；由于末级功放管为GaN功放管，需先上负压后上正压，故加入时序保护电路管理加电时序与关电时序，同时每路加上过流检测，当漏极电压电流过大时，控制开关电路关断功放的漏极供电。所述Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道的分别设置有LDO芯片，且电源输入端用磁珠和电容进行滤波处理。

电源部分主要有DC-DC模块和LDO芯片组成，输入电压由DC-DC模块转换以后，再经过LDO芯片二次稳压处理，可减少电源纹波，分别给各单元供电。通过抗干扰度较高的LDO稳压芯片将电压送给各个功能电路使用，充分衰减组件内部DC-DC开关电源工作时产生的较强的干扰信号。均通过各自的LDO芯片稳压后再使用。进入各功能电路的电源输入端用磁珠和电容进行滤波处理，最大限度的增加电源间的隔离。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例6：

一种小型化多通道TR收发组件，如图1所示，包括收发前端部分、三通道接收（Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道）部分、功放发射部分、L波段TR部分、频率源（本振、激励源及校准源）部分、数字控制处理板及电源管理部分。

接收通道变频、放大处理后的各路中频信号输入到外部配套的处理模块进行信号处理。

如图2所示，收发前端部分主要由LC滤波器和大功率收发开关组成。收发采取分时工作。LC滤波器采取切比雪夫模型设计，具有带内波动平坦度高、插入损耗低、带外抑制高等特点。此处的滤波器主要起到对功放的倍频抑制，保证电磁兼容特性指标。

如图3所示，三通道接收机部分分别接收处理Σ、Δ、Ω三个天线接收的跳频信号，三个通道硬件设计完全相同，以保证幅度和相位的一致性。

如图4所示，激励信号经过ASK、BPSK调制芯片调制后，进入到功放组件后，经过三级放大信号为45dBm，再经过收发前端信号为43.5dBm，通过开关选择从Σ、Δ、Ω通道发射出去。从整机的工作原理出发，末级功放选用线性功放，输出功率和输入信号为线性放大

如图5所示，L波段TR也是分时工作，接收模式下，接收通道将两个点频信号通过放大、滤波、混频、滤波放大后输出两个中频信号。发射模式下，激励源输的入信号进行滤波、放大，再经过BPSK、ASK调制器调制后，与TR前端的合路器一起，将毫米波信号一同从全向天线发射出去。

如图6所示，L波段TR的接收本振和发射激励信号通过两个锁相环ADF4360直接产生。毫米波信号实际直接采用内置VCO的PLL芯片HMC767直接产生，然后经过滤波器滤除杂波，最后通过合路器输出。接收本振采用高性能捷变频芯片进行设计，参考源选用LINERA公司整数模式的鉴相器，该器件工作频率为0.5GHz～3.7GHz，采用20MHz进行鉴相，捷变频芯片直接输出捷变频本振信号，为了保证输出信号的杂散抑制，在链路中设计一组滤波器进行滤波，滤波后信号通过缓冲放大器后进行三功分，分别提供给接收组件三个变频通道作为本振信号。功放激励源与三通道接收本振设计基本相同，捷变频芯片可以直接输出ASK、BPSK调制信号作为功放的激励源。

如图7所示，数字控制处理部分由FPGA实现对频率源的控制已经整个组件的收发开关控制、BIT检测等功能。

如图8所示，对于外部提供的＋12V，+5V供电，组件内部先采用DC/DC电源芯片将其稳压到＋5.5V、3.5V等再通过抗干扰度较高的LDO稳压芯片将电压送给各个功能电路使用，充分衰减组件内部DC-DC开关电源工作时产生的较强的干扰信号。同时，三通道的每个通道，毫米波的发射与接收通道，各个频率源部分的+5V、+3.3V、+2.5V、+1.8V电源，均通过各自的LDO芯片稳压后再使用。进入各功能电路的电源输入端用磁珠和电容进行滤波处理，最大限度的增加电源间的隔离。+36V电源是给末级功放供电，同时DC-DC到28V给功放驱动级供电。-30V提供给收发前端的开关驱动电路使用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，包括收发前端、三通道接收部分、功放发射部分、L波段TR部分、频率源部分；所述三通道接收部分包括Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道；所述三通道接收部分用于接收天线信号，并发射中频信号；所述频率源部分用于对三通道接收部分提供跳频本振信号，用于对功放发射部分提供激励信号、校准信号，用于对L波段TR部分提供接收本振信号以及发射所需的激励源、毫米波信号；所述频率源部分发射的激励信号经过功放发射部分，并通过收发前端的开关选择从Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道中的任一天线端口发射。

2.根据权利要求1所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，所述L波段TR部分在接收时，接收通道将两个点频信号依次经过滤波、放大后并与本振混频得到两路中频信号；在发射时，激励源输入的信号经过调制器、放大器、带通滤波处理后，并TR前端的合路器一起将毫米波信号一同通过天线发射出去。

3.根据权利要求2所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，所述L波段TR部分在接收时，接收信号依次经过低噪放、带通滤波器、放大器，并通过混频器与本振信号混频，然后依次经过中频放大器、功分器得到两路信号，且分别经过放大器、低通滤波处理后得到中频信号。

4.根据权利要求2所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，所述L波段TR部分在发射时，激励源信号通过BPSK、ASK调制器调制。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，所述L波段TR部分的接收本振信号和发射激励信号通过两个锁相环ADF4360直接产生；所述毫米波信号直接采用内置VCO的PLL芯片HMC767直接产生，然后经过滤波器滤除杂波，最后通过合路器输出。

6.根据权利要求1所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，所述收发前端包括LC滤波器和大功率收发开关；所述LC滤波器采取切比雪夫模型设计。

7.根据权利要求1或6所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，激励信号经过ASK、BPSK调制芯片调制后，进入到功放发射部分后进行三级放大，然后进入收发前端；所述功放发射部分的末级功放选用线性功放，输出功率和输入信号为线性放大。

8.根据权利要求1所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，还包括电源部分，所述电源部分包括DC-DC模块和LDO芯片；输入电压由DC-DC模块转换后，经过LDO芯片二次稳压处理。

9.根据权利要求8所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，功放的供电单独可控，且内部包含过流检测与时序保护电路；由于末级功放管为GaN功放管，需先上负压后上正压，故加入时序保护电路管理加电时序与关电时序，同时每路加上过流检测，当漏极电压电流过大时，控制开关电路关断功放的漏极供电。

10.根据权利要求8所述的一种小型化多通道TR收发组件，其特征在于，所述Σ和通道、Δ差通道、Ω控制通道的分别设置有LDO芯片，且电源输入端用磁珠和电容进行滤波处理。

Images