CN210572718U - 一种雷达信号的多通道接收前端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种雷达信号的多通道接收前端，包括：多通道天线模块、自检信号模块、限幅模块、开关模块、低噪放大模块和增益调节模块。限幅模块的输入端与多通道天线模块的输出端相连，限幅模块的输出端与开关模块的第一输入端相连，开关模块的第二输入端与自检信号模块的输出端相连，开关模块的第一输出端与低噪放大模块的输入端相连，低噪放大模块的输出端与开关模块的第三输入端相连，开关模块的第二输出端与增益调节模块的第一输入端相连，开关模块的第三输出端与增益调节模块的第二输入端相连，增益调节模块的第一输出端与开关模块的第四输入端相连，增益调节模块的第二输出端作为接收前端的射频输出端。本实用新型能提高实时校准功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种雷达信号的多通道接收前端。
背景技术
随着科技的发展，现代电子对抗中雷达起了决定性的作用，因此对雷达的重要组成部分——接收前端提出了更高的要求。在堆积多波束雷达接收机，多通道接收机的增益稳定性是非常重要的，因为增益的起伏直接影响着比幅测高的测量精度。
对于雷达接收机，大动态设计是非常重要的。如果雷达接收机是一个理想的线性系统，这些信号经过接收机放大、变频、检波等变换，再经过数字信号处理便能提取出目标信号。但是接收机总是存在某种程度的非线性，并且由于这种非线性作用，使得接收信号的频谱总会有变化。迄今为止，接收前端的设计方案有很多种，但这些方案不能兼顾多通道的幅相一致性、接收大动态、宽频带等技术指标。
实用新型内容
本实用新型提供一种雷达信号的多通道接收前端，解决现有雷达信号接收前端不能对多通道信号输入进行增益的动态调整的问题，能提高接收前端的实时校准功能，能实现通道内幅度稳定及通道间相位随温度变化小的技术指标。
为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种雷达信号的多通道接收前端，包括：多通道天线模块、自检信号模块、限幅模块、开关模块、低噪放大模块和增益调节模块；
所述限幅模块的输入端与所述多通道天线模块的输出端相连，所述限幅模块的输出端与所述开关模块的第一输入端相连，所述开关模块的第二输入端与所述自检信号模块的输出端相连，所述开关模块的第一输出端与所述低噪放大模块的输入端相连，所述低噪放大模块的输出端与所述开关模块的第三输入端相连，所述开关模块的第二输出端与所述增益调节模块的第一输入端相连，所述开关模块的第三输出端与所述增益调节模块的第二输入端相连，所述增益调节模块的第一输出端与所述开关模块的第四输入端相连，所述增益调节模块的第二输出端作为接收前端的射频输出端；
所述限幅模块用于对所述多通道天线模块输出的雷达信号进行限幅；
所述自检信号模块用于发送校准自检信号；
所述开关模块用于控制信号通道的选择，以实现信号的放大和增益调节；
所述低噪放大模块用于信号的低噪声放大；
所述增益调节模块用于动态调整输出的增益大小。
优选的，还包括：控制模块；
所述控制模块用于控制所述开关模块的信号通道的导通，还用于控制所述增益调节模块的增益调节。
优选的，所述多通道天线模块包括：8路天线接收单元和8通道低通滤波器。
优选的，所述低噪放大模块包括：第一放大器，所述第一放大器的输入端作为所述低噪放大模块的输入端，所述第一放大器的输出端作为所述低噪放大模块的输出端。
优选的，所述开关模块包括：第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关、第一开关和第二开关；
所述第一开关的一端作为所述开关模块的第一输入端，所述第一开关的另一端与所述第一单刀双掷开关的第一输入端相连；
所述第二开关的一端作为所述开关模块的第二输入端，所述第二开关的另一端与所述第一单刀双掷开关的第二输入端相连；
所述第二单刀双掷开关的输入端与所述第一单刀双掷开关的输出端相连，所述第二单刀双掷开关第一输出端作为所述开关模块的第一输出端，所述第二单刀双掷开关的第二输出端作为所述开关模块的第二输出端；
所述第三单刀双掷开关的第一输入端作为所述开关模块的第三输入端，所述第三单刀双掷开关的第二输入端作为所述开关模块的第四输入端，所述第三单刀双掷开关的输出端作为所述开关模块的第三输出端。
优选的，所述增益调节模块包括：第一数控衰减器、固定衰减器、第二数控衰减器、第二放大器和均衡器；
所述第一数控衰减器的输入端作为所述增益调节模块的第一输入端，所述第一数控衰减器的输出端与所述固定衰减器的输入端相连，所述固定衰减器的输出端作为所述增益调节模块的第一输出端；
所述第二数控衰减器的输入端作为所述增益调节模块的第二输入端，所述第二数控衰减器的输出端与所述第二放大器的输入端相连，所述第二放大器的输出端与所述均衡器的输入端相连，所述均衡器的输出端作为所述增益调节器的第二输出端。
优选的，所述控制模块包括：FET驱动器、第一PIN驱动器和第二PIN 驱动器；
所述FET驱动器用于控制所述第一数控衰减器和所述第二数控衰减器的增益的输出；
所述第一PIN驱动器用于控制所述第一开关、所述第二开关和所述第一单刀双掷开关的开合；
所述第二PIN驱动器用于控制所述第二单刀双掷开关和所述第三单刀双掷开关的开合。
优选的，所述FET驱动器包括NC2035F型号芯片。
优选的，第一PIN驱动器和第二PIN驱动器均包括NC2027-1C/F型号芯片。
本实用新型提供一种雷达信号的多通道接收前端，通过开关模块选通放大通路和直通衰减通路，并通过增益调节模块调节输出增益。解决现有雷达信号接收前端不能对多通道信号输入进行增益的动态调整的问题，能提高接收前端的实时校准功能，能实现通道内幅度稳定及通道间相位随温度变化小的技术指标。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本实用新型提供的一种雷达信号的多通道接收前端的结构示意图；
图2：是本实用新型实施例提供的接收前端结构示意图；
图3：是本实用新型实施例提供的接收前端系统架构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。
针对当前对雷达信号的接收存在信号增益调节存在的问题，本实用新型提供一种雷达信号的多通道接收前端，通过开关模块选通放大通路和直通衰减通路，并通过增益调节模块调节输出增益。解决现有雷达信号接收前端不能对多通道信号输入进行增益的动态调整的问题，能提高接收前端的实时校准功能，能实现通道内幅度稳定及通道间相位随温度变化小的技术指标。
如图1所示，一种雷达信号的多通道接收前端，包括：多通道天线模块、自检信号模块、限幅模块、开关模块、低噪放大模块和增益调节模块；
所述限幅模块的输入端与所述多通道天线模块的输出端相连，所述限幅模块的输出端与所述开关模块的第一输入端相连，所述开关模块的第二输入端与所述自检信号模块的输出端相连，所述开关模块的第一输出端与所述低噪放大模块的输入端相连，所述低噪放大模块的输出端与所述开关模块的第三输入端相连，所述开关模块的第二输出端与所述增益调节模块的第一输入端相连，所述开关模块的第三输出端与所述增益调节模块的第二输入端相连，所述增益调节模块的第一输出端与所述开关模块的第四输入端相连，所述增益调节模块的第二输出端作为接收前端的射频输出端。所述限幅模块用于对所述多通道天线模块输出的雷达信号进行限幅。所述自检信号模块用于发送校准自检信号。所述开关模块用于控制信号通道的选择，以实现信号的放大和增益调节。所述低噪放大模块用于信号的低噪声放大。所述增益调节模块用于动态调整输出的增益大小。
进一步，如图1所示，该接收前端还包括：控制模块。所述控制模块用于控制所述开关模块的信号通道的导通，还用于控制所述增益调节模块的增益调节。
如图2和图3所示，所述多通道天线模块包括：8路天线接收单元和8 通道低通滤波器。
如图2所示，所述低噪放大模块包括：第一放大器，所述第一放大器的输入端作为所述低噪放大模块的输入端，所述第一放大器的输出端作为所述低噪放大模块的输出端。
如图2所示，所述开关模块包括：第一单刀双掷开关S1、第二单刀双掷开关S2、第三单刀双掷开关S3、第一开关S4和第二开关S5。
所述第一开关S4的一端作为所述开关模块的第一输入端，所述第一开关S4的另一端与所述第一单刀双掷开关S1的第一输入端相连。所述第二开关S5的一端作为所述开关模块的第二输入端，所述第二开关S5的另一端与所述第一单刀双掷开关S1的第二输入端相连。所述第二单刀双掷开关 S2的输入端与所述第一单刀双掷开关S1的输出端相连，所述第二单刀双掷开关S2的第一输出端作为所述开关模块的第一输出端，所述第二单刀双掷开关S2的第二输出端作为所述开关模块的第二输出端。所述第三单刀双掷开关S3的第一输入端作为所述开关模块的第三输入端，所述第三单刀双掷开关S3的第二输入端作为所述开关模块的第四输入端，所述第三单刀双掷开关S3的输出端作为所述开关模块的第三输出端。
所述增益调节模块包括：第一数控衰减器、固定衰减器、第二数控衰减器、第二放大器和均衡器。所述第一数控衰减器的输入端作为所述增益调节模块的第一输入端，所述第一数控衰减器的输出端与所述固定衰减器的输入端相连，所述固定衰减器的输出端作为所述增益调节模块的第一输出端。所述第二数控衰减器的输入端作为所述增益调节模块的第二输入端，所述第二数控衰减器的输出端与所述第二放大器的输入端相连，所述第二放大器的输出端与所述均衡器的输入端相连，所述均衡器的输出端作为所述增益调节器的第二输出端。
在实际应用中，如图2所示，接收信号经限幅器和第一开关S4后与单刀双掷开关相连，校准自检信号经第二开关S5后与单刀双掷开关S1相连接，通过此开关芯片S1完成对接收信号与校准信号的通路选择。经过单刀双掷开关S1选择的信号与单刀双掷开关相连接实现信号的放大通路与直通衰减通路的选择,其中：放大通路增益约为25dB；直通衰减通路主要由第一数控衰减器构成，可以实现-5V/0V状态下直通与20dB衰减的状态选择。两通路最后连接于单刀双掷开关S3，单刀双掷开关S3与单刀双掷开关S2 同型号且联动。信号经过开关芯片S3后与第二数控衰减器相连接，通过驱动器实现-5V/0V控制状态下直通与20dB衰减的状态选择。最后信号通过第二放大器与均衡器后输出送信号处理模块。表1所示为大动态超宽带接收前端的一个示例性技术指标。
表1多通道大动态接收前端技术指标
进一步，所述控制模块包括：FET驱动器、第一PIN驱动器和第二PIN 驱动器。所述FET驱动器用于控制所述第一数控衰减器和所述第二数控衰减器的增益的输出。所述第一PIN驱动器用于控制所述第一开关、所述第二开关和所述第一单刀双掷开关的开合。所述第二PIN驱动器用于控制所述第二单刀双掷开关和所述第三单刀双掷开关的开合。
在实际应用中，所述FET驱动器包括NC2035F型号芯片。第一PIN 驱动器和第二PIN驱动器均包括NC2027-1C/F型号芯片。FET驱动器 NC2035F为TTL脉冲信号输入，-5V、0V的脉冲信号输出的2位FET驱动器。其用于控制1位第一数控衰减器和第二数控衰减器直通态和-20dB 衰减态的选择，实现系统增益25dB、5dB、-15dB、-35dB的动态调整。PIN 驱动器NC2027-1C/F为一路同向一路反向双路型TTL脉冲信号输入，-5V、 +5V脉冲信号输出芯片。一片PIN驱动器NC2027-1C/F控制单刀双掷开关芯片S1与两片单刀单掷开关S4、S5，实现接收信号和自检信号的选通和保证通道隔离度不小于60dB。一片PIN驱动器NC2027-1C/F控制单刀双掷开关S2、S3，实现系统内放大路与直通衰减路的选择。PIN驱动器 NC2027-1C/F和FET驱动器NC2035F的真值表见表2及表3，系统整体状态表见表4。
表2 PIN驱动器NC2027-1C/F真值表
表3 FET驱动器NC2035F真值表
表4系统整体状态表
通过上述芯片可以实现系统增益25dB、5dB、-15dB、-35dB的动态调整：两数控衰减芯片处于低电平0时，信号由放大器选通接入，实现系统 40dB的增益；当直通衰减通道为直通态时，系统可实现20dB增益；当直通衰减通道第一数控衰减器的-20dB选通时，配合第二数控衰减器可实现系统0dB或20dB增益调节，实现在超宽带频率范围内系统接收和校准信号在-80～+30dBm功率下增益25dB、5dB、-15dB、-35dB的动态调整。需要说明的是，通道间幅度不一致性不大于±2dB；通道间相位随温度变化不大于±5°(以常温下为基准)。开关放大部分通过合理设置PIN反射式单刀单掷开关S4、S5，同时配合PIN反射式单刀双掷开关S1、S2、S3的使用，可使通道隔离度不小于60dB。
可见，本实用新型提供一种雷达信号的多通道接收前端，通过开关模块选通放大通路和直通衰减通路，并通过增益调节模块调节输出增益。解决现有雷达信号接收前端不能对多通道信号输入进行增益的动态调整的问题，能提高接收前端的实时校准功能，能实现通道内幅度稳定及通道间相位随温度变化小的技术指标。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，包括：多通道天线模块、自检信号模块、限幅模块、开关模块、低噪放大模块和增益调节模块；
所述限幅模块的输入端与所述多通道天线模块的输出端相连，所述限幅模块的输出端与所述开关模块的第一输入端相连，所述开关模块的第二输入端与所述自检信号模块的输出端相连，所述开关模块的第一输出端与所述低噪放大模块的输入端相连，所述低噪放大模块的输出端与所述开关模块的第三输入端相连，所述开关模块的第二输出端与所述增益调节模块的第一输入端相连，所述开关模块的第三输出端与所述增益调节模块的第二输入端相连，所述增益调节模块的第一输出端与所述开关模块的第四输入端相连，所述增益调节模块的第二输出端作为接收前端的射频输出端；
所述限幅模块用于对所述多通道天线模块输出的雷达信号进行限幅；
所述自检信号模块用于发送校准自检信号；
所述开关模块用于控制信号通道的选择，以实现信号的放大和增益调节；
所述低噪放大模块用于信号的低噪声放大；
所述增益调节模块用于动态调整输出的增益大小。
2.根据权利要求1所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，还包括：控制模块；
所述控制模块用于控制所述开关模块的信号通道的导通，还用于控制所述增益调节模块的增益调节。
3.根据权利要求1所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，所述多通道天线模块包括：8路天线接收单元和8通道低通滤波器。
4.根据权利要求1所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，所述低噪放大模块包括：第一放大器，所述第一放大器的输入端作为所述低噪放大模块的输入端，所述第一放大器的输出端作为所述低噪放大模块的输出端。
5.根据权利要求2所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，所述开关模块包括：第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关、第一开关和第二开关；
所述第一开关的一端作为所述开关模块的第一输入端，所述第一开关的另一端与所述第一单刀双掷开关的第一输入端相连；
所述第二开关的一端作为所述开关模块的第二输入端，所述第二开关的另一端与所述第一单刀双掷开关的第二输入端相连；
所述第二单刀双掷开关的输入端与所述第一单刀双掷开关的输出端相连，所述第二单刀双掷开关第一输出端作为所述开关模块的第一输出端，所述第二单刀双掷开关的第二输出端作为所述开关模块的第二输出端；
所述第三单刀双掷开关的第一输入端作为所述开关模块的第三输入端，所述第三单刀双掷开关的第二输入端作为所述开关模块的第四输入端，所述第三单刀双掷开关的输出端作为所述开关模块的第三输出端。
6.根据权利要求5所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，所述增益调节模块包括：第一数控衰减器、固定衰减器、第二数控衰减器、第二放大器和均衡器；
所述第一数控衰减器的输入端作为所述增益调节模块的第一输入端，所述第一数控衰减器的输出端与所述固定衰减器的输入端相连，所述固定衰减器的输出端作为所述增益调节模块的第一输出端；
所述第二数控衰减器的输入端作为所述增益调节模块的第二输入端，所述第二数控衰减器的输出端与所述第二放大器的输入端相连，所述第二放大器的输出端与所述均衡器的输入端相连，所述均衡器的输出端作为所述增益调节器的第二输出端。
7.根据权利要求6所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，所述控制模块包括：FET驱动器、第一PIN驱动器和第二PIN驱动器；
所述FET驱动器用于控制所述第一数控衰减器和所述第二数控衰减器的增益的输出；
所述第一PIN驱动器用于控制所述第一开关、所述第二开关和所述第一单刀双掷开关的开合；
所述第二PIN驱动器用于控制所述第二单刀双掷开关和所述第三单刀双掷开关的开合。
8.根据权利要求7所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，所述FET驱动器包括NC2035F型号芯片。
9.根据权利要求8所述的雷达信号的多通道接收前端，其特征在于，第一PIN驱动器和第二PIN驱动器均包括NC2027-1C/F型号芯片。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114024635A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-08 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 一种兼顾信噪比的宽幅信号测量方法及装置 |
| CN114710121A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-05 | 北京中科飞鸿科技股份有限公司 | 一种超宽带小型化上下变频器 |
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| CN114710121A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-05 | 北京中科飞鸿科技股份有限公司 | 一种超宽带小型化上下变频器 |
| CN114710121B (zh) * | 2022-03-25 | 2024-01-26 | 北京中科飞鸿科技股份有限公司 | 一种超宽带小型化上下变频器 |
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