CN101393261B - 一种x波段雷达接收机的保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雷达接收机电路，特别是一种X波段雷达接收机的保护方法，其特征是：包括两个大功率PIN管开关、2个魔T和一个无源限幅器，2个魔T和大功率PIN管构成2个90°电桥，通过2个90°电桥形成单刀单掷反射式开关，当雷达发射机发射微波高功率脉冲时，控制信号使2个90°电桥中的PIN管处于导通状态，魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全反射状态；当雷达发射机停止发射信号，雷达处于接收回波时，控制信号使2个90°电桥中的PIN管处于不导通状态，魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全通状态。它的寿命长、承受功率大、对发射信号影响小。

Description

一种X波段雷达接收机的保护电路
技术领域
本发明涉及一种雷达接收机电路，特别是一种X波段雷达接收机的保护方法。 
背景技术
目前，几乎所以大功率雷达接收机的保护器都采用了气体放电管，即TR管，它的原理是气体在高功率微波电磁场作用下，产生电离成为电导体，以阻止发射信号进入接收机，从而保护了接收机前端的微波器件。TR管能保护接收机，但存在两个致命的缺点： 
寿命短：由于气体电离会消耗电极和气体，一般加直流偏置的TR管寿命约为500小时，即使采用放射性同位素的TR管其寿命也只能达到3000小时。 
使发射信号的相位噪声变坏：由于气体电离会产生很大的噪声，并且TR管是全反射式的，因此这些噪声会反射到发射机，使发射信号的相位噪声变坏。这对于高性能的脉冲多普勒雷达是不允许的。 
对于雷达接收机保护器，也又采用PIN管开关的，但由于单个PIN管承受功率有限，因此这种PIN管开关难以使用到大功率雷达中。 
发明内容
本发明的目的是提供一种寿命长、承受功率大、对发射信号影响小的X波段雷达接收机的保护方法。 
本发明的目的是这样实现的，一种X波段雷达接收机的保护方法，其特征是：包括两个大功率PIN管开关、2个魔T和一个无源限幅器，2个魔T和大功率PIN管构成2个90°电桥，通过2个90°电桥形成单刀单掷反射式开关，当雷达发射机发射微波高功率脉冲时，控制信号使2个90°电桥中的PIN管处于导通状态，魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全反射状态；当雷达发射机停止发射信号，雷达处于接收回波时，控制信号使2个90°电桥中的PIN管处于不导通状态，魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全通状态。 
所述的2个90°电桥1中魔T1的一端与负载Z1连接，魔T2的一端与雷达信号输入端连接。 
所述的2个90°电桥2是魔T1的4端与无源限幅器连接，魔T2的4 端与负载Z2连接；输入的微波信号经电桥1分别到H1和H2，经过魔T组成的单刀单掷开关经E1和E2输入到电桥2，电桥2将E1和E2输入的信号合成由输出端输出。 
所述的魔T1和魔T2的3端全反射；魔T1和魔T2的2端全反射并分别与大功率PIN管的负极电连接。 
所述的电桥1将输入功率一分为二，两个魔T又将输入功率一分为二。 
本发明的优点是：利用波导90°电桥和魔T的特性、以及PIN管移相原理，组成了大功率开关，再加上无源二极管限幅器组成了雷达接收机保护器。其特点是全固态、长寿命、MTBF达3万小时；承受功率大，比单个PIN管承受功率大8～16倍；吸收式，对发射信号的噪声影响小，提高了脉冲多普勒雷达的性能。 
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明。 
图1是本发明实施例结构示意图。 
具体实施方式
如图1所示，包括两个大功率PIN管开关、2个魔T和一个无源限幅器，由魔T1、魔T2和大功率PIN管构成2个90°电桥，通过2个90°电桥1、电桥2形成单刀单掷反射式开关，利用魔T的特性，在魔T1和魔T2的2端连分别连接大功率PIN二极管，大功率PIN二极管的正端与控制信号电连接，魔T2的H2臂与微波输入信号电连接；魔T1的E1臂与无源限幅器电连接；魔T1的H1臂与通过负载Z1接地；魔T2的E2臂通过负载Z2接地；微波信号由魔T2的H2臂输入，当雷达发射机发射微波高功率脉冲时，控制信号使两个90°电桥中的PIN管D1、D2处于导通状态，这时魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全反射状态，此时由输入端输入的微波信号经电桥1分别到H1和H2，H1和H2为全反射，能量送到负载1被吸收，从而使输出功率很小。当雷达发射机停止发射信号，雷达处于接收回波时，控制信号使两个90°电桥中的PIN管D1、D2处于不导通状态，魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全通状态。此时由输端输入的微波信号经电桥1分别到H1和H2，经过魔T组成的单刀单掷开关经E1和E2输到电桥2，电桥2将E1和E2输入的信号合成由输出端输出。2个90°电桥1中魔T1的一端与负载Z1连接，魔T2的一端与雷达信号输入端连接。 
2个90°电桥2是魔T1的4端与无源限幅器连接，魔T2的4端与负 载Z2连接；输入的微波信号经电桥1分别到H1和H2，经过魔T组成的单刀单掷开关经E1和E2输入到电桥2，电桥2将E1和E2输入的信号合成由输出端输出。魔T1和魔T2的3端全反射；魔T1和魔T2的2端全反射并分别与大功率PIN管的负极电连接。电桥1将输入功率一分为二，两个魔T又将输入功率一分为二。 
本发明实施例中利用魔T的特性，在魔T1和魔T2的臂1上装PIN二极管。PIN极管导通时，反射相位与2臂相同，H臂输入的微波功率全部返回H臂；PIN管不导通时，反射相位与2臂相反(相差180°)，H臂输入的微波功率全部从E臂输出。这样在E臂和H臂之间就构成了单刀单掷反射式开关。当微波信号由1口输入，2、3口将功率平分输出，相位差90°；如果2、3口将功率同相全反射，则反射功率全部进入4口，对1口来说是匹配的。利用90°电桥特性，将2个90°电桥与2个魔T构成的单刀单掷反射式开关，可组成一个吸收式的开关，再加一个无源限幅器、就构成了完整的雷达接收机保护器。 
本发明的性能指标是如下： 
工作频率                9200～9600MHz 
最大承受脉冲功率        ≥10KW(τ＝2.5μS。占空比0.002) 
低功率***损耗          ≤1.2dB 
高功率有源隔离          ≥30dB 
输入输出驻波            ≤1.2(任意状态下) 
限幅电平                ≤15dBm 
有源开关速度            ≤2μS 
平均故障间隔时间MTBF    ≥3万小时

Claims (5)

1.一种X波段雷达接收机的保护电路，其特征是：包括两个大功率PIN管开关、2个魔T和一个无源限幅器，2个魔T和大功率PIN管构成2个90°电桥，通过2个90°电桥形成单刀单掷反射式开关，当雷达发射机发射微波高功率脉冲时，控制信号使2个90°电桥中的PIN管处于导通状态，魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全反射状态；当雷达发射机停止发射信号，雷达处于接收回波时，控制信号使2个90°电桥中的PIN管处于不导通状态，魔T1、魔T2组成的单刀单掷开关处于全通状态。
2.根据权利要求1所述的一种X波段雷达接收机的保护电路，其特征是：所述的2个90°第一电桥中魔T1的一端与负载Z1连接，魔T2的一端与雷达信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种X波段雷达接收机的保护电路，其特征是：所述的2个90°第二电桥是魔T1的4端与无源限幅器连接，魔T2的4端与负载Z2连接；输入的微波信号经电桥1分别到H1和H2，经过魔T组成的单刀单掷开关经E1和E2输入到第二电桥，第二电桥将E1和E2输入的信号合成由输出端输出。
4.根据权利要求1所述的一种X波段雷达接收机的保护电路，其特征是：所述的魔T1和魔T2的3端全反射；魔T1和魔T2的2端全反射并分别与大功率PIN管的负极电连接。
5.根据权利要求2所述的一种X波段雷达接收机的保护电路，其特征是：所述的第一电桥将输入功率一分为二，两个魔T又将输入功率一分为二。
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