CN211856883U - 雷达接收机通道校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种雷达接收机通道校准装置，包括：雷达主通道和校准通道，雷达主通道包括：接收通道、发射通道以及辅助通道；其中，发射通道包括：前级放大电路、阵面发射馈电网络、环形器、TR组件；频综产生的射频信号依次经过前级放大电路、阵面发射馈电网络、环形器、TR组件之后，由天线单元辐射至自由空间；接收通道包括：TR组件、环形器、阵面接收馈电网络；校准通道包括：校准网络，校准网络从前级放大电路的输出端口耦合出部分能量作为激励信号，并将激励信号分配至接收机的输入端，以实现对接收机接收信号的校准处理。本实用新型可以在主通道功能不受影响的前提下实现校准功能，实现简单，带内起伏平坦，降低对接收机动态要求。

Description

雷达接收机通道校准装置

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，具体地，涉及雷达接收机通道校准装置。

背景技术

相控阵雷达天线是相控阵雷达的重要组成部分，相控阵雷达天线由多个辐射单元组成，通过波束形成网络。通过精确控制馈入相控阵天线各个辐射单元的射频信号的幅度和相位，从而灵活控制天线阵面上电磁波的场分布，使电磁波的场在空间合成特定的波束，达到调度和控制相控阵天线波束的指向的目的。由于相控阵天线具有波束捷变、快速扫描、多波束形成等诸多优点，20世纪60年代，随着新技术、新材料的发展，相控阵天线的工程化应用得到了飞速发展。

由于相控阵天线阵是通过精确控制各辐射单元的相位、幅度以实现波束合成和控制，因此，各辐射单元的相位、幅度的精度和变化直接影响合成波束的性能(增益、副瓣电平、零深等)。在实际的工程应用中，特别是采用有源相控阵体制进行单脉冲测角时，整个接收通道(包括天线、TR组件、移相网络、馈电网络、和/差网络、馈电、接收机等)因设计、加工、工艺、环境变化、工作状态等因素，不可避免存在一定的幅度、相位误差，这将直接影响系统的工作和性能。

因此，在应用相控阵天线进行单脉冲测角的系统中，对接收机通道进行幅相校准是其工程化应用的关键。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种雷达接收机通道校准装置。

根据本实用新型提供的一种雷达接收机通道校准装置，包括：雷达主通道和校准通道，所述雷达主通道包括：接收通道、发射通道以及辅助通道；其中，

所述发射通道包括：前级放大电路、阵面发射馈电网络、环形器、TR组件；频综产生的射频信号依次经过所述前级放大电路、所述阵面发射馈电网络、所述环形器、所述 TR组件之后，由天线单元辐射至自由空间；

所述接收通道包括：TR组件、环形器、阵面接收馈电网络；天线单元从自由空间接收到的射频信号经过所述TR组件的R通道进行加权放大之后，依次经过所述环形器、所述阵面接收馈电网络，得到矢量合成信号，该矢量合成信号被接收机接收；

所述校准通道包括：校准网络，所述校准网络从所述前级放大电路的输出端口耦合出部分能量作为激励信号，并将所述激励信号分配至接收机的输入端，以实现对接收机接收信号的校准处理。

可选地，所述雷达主通道包括四个辅助通道，四个所述辅助通道的一端连接所述接收机的输入端口，四个所述辅助通道的另一端通过所述校准网络连接至R组件。

可选地，所述阵面接收馈电网络进行矢量合成处理之后形成俯仰差信号、和信号、方位差信号；所述俯仰差信号、所述和信号、所述方位差信号经过所述校准网络之后被所述接收机的输入端口接收。

可选地，所述校准网络包括：耦合电路、校准功分电路，所述耦合电路与所述前级放大电路的输出端口连接，用于从经过所述前级放大电路放大处理的信号之中获取激励信号；所述校准功分电路用于将所述激励信号分离成七路信号之后，通过切换开关分配至接收机的输入端，以实现对接收机接收信号的校准处理。

可选地，所述耦合电路采用四端口无源器件，所述耦合电路包括：输入端口、直通端口，耦合端口和负载端口；所述输入端口连接所述前级放大电路的输出端，所述直通端口连接所述阵面发射馈电网络的输入端，所述负载端口连接同轴负载，所述耦合端口连接所述校准功分电路。

可选地，所述校准功分电路的输出端输出七路信号，所述七路信号分别通过单刀双掷开关连接所述接收机，或者连接所述阵面接收馈电网络和R组件；

当处于校准模式时，所述七路信号分别通过单刀双掷开关连接所述接收机；

当处于主通道模式时，所述七路信号分别通过单刀双掷开关连接所述阵面接收馈电网络和R组件。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型提供的雷达接收机通道校准装置，可以在雷达主通道功能不受影响的前提下实现校准功能，实现简单，带内起伏平坦，降低对接收机动态要求，通过校准装置校准之后，能够较好的控制接收机通道的幅度和相位误差，在利用相控阵天线进行单脉冲测角领域具有很强的实用性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的雷达接收机通道校准装置的结构示意图；

图2为本实用新型中耦合电路的结构示意图；

图3为本实用新型中校准网络的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型提供的雷达接收机通道校准装置的结构示意图，如图1所示，雷达接收机通道校准装置，包括雷达主通道和校准通道，主通道包括接收通道、发射通道和4个辅助通道；发射通道将频综产生的射频信号经过前级放大传送至阵面发射馈电网络进行能量分配，经过环形器送入各个TR组件的发射再次放大，最终由天线单元辐射至自由空间。各个天线单元收集到的自由空间信号经TR组件的R通道加权放大后经过环形器送入阵面接收馈电网络进行矢量合成形成和、方位差、俯仰差三路接收信号进入接收机。4组辅助天线收集到的自由空间信号经R组件放大形成4路辅助通道信号进入接收机。校准通道从前级输出端口耦合出一小部分能量作为校准通道的激励信号，经过校准功分电路分配至接收机7个输入端口。

本实施例中，在雷达主通道的基础上引入一个带开关的耦合功分电路实现接收机通道校准功能，校准模式时采用主通道的频综产生的射频激励信号，经由前级放大后耦合出很小的(小于40dB)的功率作为校准功分电路的输入，校准功分电路的总口接同轴负载，每个分口接一个单刀双掷开关，切换进入接收机的主通道信号、校准信号。与现有技术相比，本实用新型采用带开关的耦合功分电路实现接收机通道校准，在主通道功能不受影响的前提下实现校准功能，校准功分电路的总口接同轴负载工程实现简单，带内起伏平坦，降低对接收机动态要求。通过校准，较好的控制了接收机通道的幅度和相位误差，在利用相控阵天线进行单脉冲测角领域具有很强的实用性。

图2为本实用新型中耦合电路的结构示意图，如图2所示，耦合电路为4端口无源器件，分别为输入口，直通端，耦合端和负载端，输入端接前级的输出端，直通端接阵面发射馈电网络的输入口，负载端接同轴负载，耦合端作为校准网络中校准功分网络的输入口。

图3为本实用新型中校准网络的结构示意图，如图3所示，校准网络在功能上包含一个耦合器，一个带隔离的1分7校准功分电路，7个单刀双掷开关。前级输出端口耦合一部分能量，经1分7功分电路功分后形成7路射频信号，每路信号接到对应的单刀双掷开关的A端，校准模式时开关置于A端接通，主通道模式工作时，各个单刀双掷开关置于B端；采用先耦合在功分的形式，保证在主通道模式工作时，发射通道的能量不降低，保证TR组件发射通道饱和输出。

本实施例中，带开关的耦合功分电路从前级输出端口耦合一部分能量，经校准功分电路功分每路信号接到单刀双掷开关的A端，校准模式时开关置于A端接通，耦合电路的第四端口外接同轴负载。可选地，在引入校准网络之前，还需通过架设信标来对接收机各通道进行幅相校准。

本实施例中的校准网络采用先耦合再功分的形式，保证在主通道模式工作时，发射通道的能量不降低，从而保证TR组件发射通道饱和输出。而引入多个单刀双掷开关，方便的实现主通道工作模式和校准模式的快速切换。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种雷达接收机通道校准装置，其特征在于，包括：雷达主通道和校准通道，所述雷达主通道包括：接收通道、发射通道以及辅助通道；其中，

所述发射通道包括：前级放大电路、阵面发射馈电网络、环形器、TR组件；频综产生的射频信号依次经过所述前级放大电路、所述阵面发射馈电网络、所述环形器、所述TR组件之后，由天线单元辐射至自由空间；

所述接收通道包括：TR组件、环形器、阵面接收馈电网络；天线单元从自由空间接收到的射频信号经过所述TR组件的R通道进行加权放大之后，依次经过所述环形器、所述阵面接收馈电网络，得到矢量合成信号，该矢量合成信号被接收机接收；

所述校准通道包括：校准网络，所述校准网络从所述前级放大电路的输出端口耦合出部分能量作为激励信号，并将所述激励信号分配至接收机的输入端，以实现对接收机接收信号的校准处理。

2.根据权利要求1所述的雷达接收机通道校准装置，其特征在于，所述雷达主通道包括四个辅助通道，四个所述辅助通道的一端连接所述接收机的输入端口，四个所述辅助通道的另一端通过所述校准网络连接至R组件。

3.根据权利要求2所述的雷达接收机通道校准装置，其特征在于，所述阵面接收馈电网络进行矢量合成处理之后形成俯仰差信号、和信号、方位差信号；所述俯仰差信号、所述和信号、所述方位差信号经过所述校准网络之后被所述接收机的输入端口接收。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的雷达接收机通道校准装置，其特征在于，所述校准网络包括：耦合电路、校准功分电路，所述耦合电路与所述前级放大电路的输出端口连接，用于从经过所述前级放大电路放大处理的信号之中获取激励信号；所述校准功分电路用于将所述激励信号分离成七路信号之后，通过切换开关分配至接收机的输入端，以实现对接收机接收信号的校准处理。

5.根据权利要求4所述的雷达接收机通道校准装置，其特征在于，所述耦合电路采用四端口无源器件，所述耦合电路包括：输入端口、直通端口，耦合端口和负载端口；所述输入端口连接所述前级放大电路的输出端，所述直通端口连接所述阵面发射馈电网络的输入端，所述负载端口连接同轴负载，所述耦合端口连接所述校准功分电路。

6.根据权利要求4所述的雷达接收机通道校准装置，其特征在于，所述校准功分电路的输出端输出七路信号，所述七路信号分别通过单刀双掷开关连接所述接收机，或者连接所述阵面接收馈电网络和R组件；

当处于校准模式时，所述七路信号分别通过单刀双掷开关连接所述接收机；

当处于主通道模式时，所述七路信号分别通过单刀双掷开关连接所述阵面接收馈电网络和R组件。

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