CN111130587A - 一种新型sc频段宽带tr组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型SC频段宽带TR组件，属于相控阵雷达领域，包括I路发射支路、Q路发射支路，I路接收支路、Q路接收支路，I路发射支路、Q路发射支路，I路接收支路、Q路接收支路均由功分/合成网络和单路收发组件构成；I路发射支路和Q路发射支路发射输出分成两路的垂直信号或水平信号，I路接收支路和Q路接收支路接收两路的垂直信号或水平信号。本发明通过四路设定相位的功率输出，降低了单路放大器的功率容量。

Description

一种新型SC频段宽带TR组件

技术领域

本发明涉及相控阵雷达技术领域，特别是指一种新型SC频段宽带TR组件。

背景技术

功率放大器是将一定工作频率和带宽的微弱射频小信号进行放大的一种装置。功率放大器主要包括前级放大单元功率驱动，末级放大单元大功率功放等部分，其原理为送进来的微弱射频小信号经过前级放大单元功率驱动放大到一定的功率，送入大功率功放进行功率放大。公开号为CN104362985A的中国发明专利公开了一种改进低噪声放大器结构的高精度TR组件，包括环行器、开关限幅器、低噪声放大器、第一滤波器、第一功率放大器、衰减器、收发转换开关、第三功率放大器、第二滤波器、限幅器、第二功率放大器；所述环形器分别与开关限幅器、第二功率放大器相连；所述开关限幅器、低噪声放大器、第一滤波器、第一功率放大器、衰减器、收发转换开关依次相连；所述收发转换开关、第三功率放大器、第二滤波器、限幅器、第二功率放大器依次相连；接收信号经过环形器进入开关限幅器，开关限幅器限制接收信号的幅度，进入低噪声放大器，低噪声放大器对信号进行功率放大后经过第一滤波器滤出杂波，滤除杂波后的信号进入第一功率放大器进行功率放大后再进入衰减器进行幅度衰减后送入收发转换开关；发射信号经过收发转换开关后进入第三功率放大器进行功率放大，然后经过第二滤波器进行滤波，然后经过限幅器进行限幅控制，再经过第二功率放大器进行功率放大，最后进入环形器输出。

在功率放大器的应用中一般是通过功率放大然后合成后通过天线耦合出去，同等天线耦合出去的功率条件，此类功放需要的单路功率容量较大。

发明内容

本发明提出一种新型SC频段宽带TR组件，解决了现有技术中功放需要的单路功率容量较大的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种新型SC频段宽带TR组件，包括I路发射支路、I路接收支路、Q路发射支路和Q路接收支路，所述I路发射支路包括第一功分/合成网络和第一单路收发组件，所述I路接收支路包括第二功分/合成网络和第二单路收发组件，所述第一功分/合成网络的输出端分别连接第一单路收发组件和第二单路收发组件的输入端，所述第二功分/合成网络的输入端分别连接第一单路收发组件和第二单路收发组件的输出端；所述Q路发射支路包括第三功分/合成网络和第三单路收发组件，所述Q路接收支路包括第四功分/合成网络和第四单路收发组件，所述第三功分/合成网络的输出端分别连接第三单路收发组件和第四单路收发组件的输入端，所述第四功分/合成网络的输入端分别连接第三单路收发组件和第四单路收发组件的输出端；

所述I路发射支路和Q路发射支路发射输出分成两路的垂直信号或水平信号，I路接收支路和Q路接收支路接收两路的垂直信号或水平信号。

作为本发明的一个优选实施例，两路垂直信号等相位，相位误差为10°。

作为本发明的一个优选实施例，两路水平信号等相位，相位误差为10°。

作为本发明的一个优选实施例，所述第一功分/合成网络、第二功分/合成网络、第三功分/合成网络、第四功分/合成网络采用180°电桥构成。

作为本发明的一个优选实施例，所述第一、二、三、四单路收发组件均包括功率驱动模块、调制板、功放模块、环形器和限幅器，所述功率驱动模块用于对两路信号进行功率放大，输出给调制板，所述调制板对放大后的两路信号进行功率分配，输出给功放模块，所述功放模块用于将两路信号合成，输出给所述环形器，所述环形器用于信号发射或接收，将接收的信号发送给所述限幅器，所述限幅器用于对接收到的两路信号分别进行限幅然后合成输出。

作为本发明的一个优选实施例，所述功放模块包括两路大功率功放模块和功率合成模块，所述大功率功放模块的输入端与所述调制板的输出端连接，所述大功率功放模块的输出端与所述功率合成模块的输入端连接。

本发明的有益效果在于：通过四路设定相位的功率输出，降低了单路放大器的功率容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种新型SC频段宽带TR组件一个实施例的原理框图之一；

图2为本发明一种新型SC频段宽带TR组件一个实施例的原理框图之二；

图3为本发明一种新型SC频段宽带TR组件一个实施例的电路原理图之一；

图4为本发明一种新型SC频段宽带TR组件一个实施例的电路原理图之二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，本发明提出了一种新型SC频段宽带TR组件，包括I路发射支路、I路接收支路、Q路发射支路和Q路接收支路，I路发射支路包括第一功分/合成网络和第一单路收发组件，I路接收支路包括第二功分/合成网络和第二单路收发组件，第一功分/合成网络的输出端分别连接第一单路收发组件和第二单路收发组件的输入端，第二功分/合成网络的输入端分别连接第一单路收发组件和第二单路收发组件的输出端；Q路发射支路包括第三功分/合成网络和第三单路收发组件，Q路接收支路包括第四功分/合成网络和第四单路收发组件，第三功分/合成网络的输出端分别连接第三单路收发组件和第四单路收发组件的输入端，第四功分/合成网络的输入端分别连接第三单路收发组件和第四单路收发组件的输出端；

I路发射支路和Q路发射支路发射输出分成两路的垂直信号或水平信号，I路接收支路和Q路接收支路接收两路的垂直信号或水平信号。

作为本发明的一个优选实施例，第一功分/合成网络、第二功分/合成网络、第三功分/合成网络、第四功分/合成网络采用180°电桥构成。180°电桥的用途为功分或合成，一路输入，两路输出。

作为本发明的一个优选实施例，第一单路收发组件、第二单路收发组件、第三单路收发组件、第四单路收发组件均包括功率驱动模块、调制板、功放模块、环形器和限幅器，功率驱动模块用于对两路信号进行功率放大，其输出端与调制板连接，输出给调制板，调制板对放大后的两路信号进行功率分配，其输出端与功放模块连接，输出给功放模块，功放模块用于将两路信号合成，其输出端连接环形器，输出给环形器，环形器用于信号发射或接收，将接收的信号发送给限幅器，限幅器用于对接收到的两路信号分别进行限幅然后合成输出。

作为本发明的一个优选实施例，功放模块包括两路大功率功放模块和功率合成模块，大功率功放模块的输入端与调制板的输出端连接，大功率功放模块的输出端与功率合成模块的输入端连接。

本发明的输入有两路输入，分别定义为垂直信号输入和水平信号输入，垂直信号输入和水平信号输入的相位相差180°，误差小于10°；设计的原理是根据输入的信号通过功放放大输出成I路和Q路，并调整相位要求。接收支路通过功放模块环形器接收信号并调整相位要求。

放大模块分成SC波段发链路和SC波段收链路，具体的实施过程如下所示：

1)垂直输入信号SC波段发射放大工作模式：通过180度电桥进行信号的I&Q两路输出。实现将SC频段的垂直路发射信号分成两路信号放大，并保证垂直路放大的I&Q两路信号相位差小于10度。

2)垂直输入信号通过180的电桥分成两路I路&Q路，每一路通过驱动放大器放大到一定的功率，然后送入到功率分配，通过功率分配网络再分到两个大功率功放，两路大功率通过功率合成模块合成后通过环形器输入到输出端口。

3)水平输入信号SC波段发射放大工作模式：通过180度电桥进行信号的I&Q两路输出。实现将SC频段的水平路发射信号分成I&Q两路信号放大，并保证水平路放大的两路I&Q信号相位差小于10度。

4)水平输入信号通过180的电桥分成I路&Q路两路，每一路通过驱动放大器放大到一定的功率，然后送入到功率分配，通过功率分配网络再分到两个大功率功放，两路大功率通过功率合成模块合成后通过环形器输入到输出端口。

5)垂直路SC波段接收工作模式：通过环形器，实现将SC频段来自天线端的2路信号(I路&Q路)分别进行限幅然后合成垂直路接收信号输出至上面级；

6)水平路SC波段接收工作模式：通过环形器，实现将SC频段来自天线端的2路信号(I路&Q路)分别进行限幅然后合成水平路信号输出至上面级；

7)垂直路信号和水平路信号产生的I路&Q路信号必须要保证之间有180°的相位差，允许误差范围为10°，通过带线调整。

8)垂直路输入信号和水平路输入信号的两路I路必须保证等相位，允许误差为10°，可通过电缆调整。

9)垂直路输入信号和水平路输入信号的两路Q路必须保证等相位，允许误差为10°，可通过电缆调整。

本发明通过改变传统TR组件功率合成的结构形式，通过采用相对较小功率功放输出模块，通过调整不同的相位来利用天线的空间耦合方案，功率小自然带来的好处就是所用器件的体积较小，对于现代功放来说体积小就可以应用于各种场所，相对较小的功率容量价格自然更具有优势。关键的相位误差可以不用通过昂贵的器件，而是通过成熟的技术方案来达到所需的要求。

微波大功率合成技术一直是雷达、电子侦测、高功率微波武器等设备发射高功率应用场合的关键技术，超宽带功率合成更是近年来在电子对抗、跟踪制导多功能雷达、反隐身等领域的核心技术。一直以来，通过电路级合成的平均功率不超过50W级，更高的功率实现一般采用波导等封闭结构实现，本项目不仅能解决集中式功率合成的合成器插损大、合成效率低等固有缺点；同时，结合电路级合成技术，能有效地提高产品的集成度、可靠性(柔性降级，即多个单元中部分失效，产品仍然能保证工作任务实现)、提高天线实现的灵活性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型SC频段宽带TR组件，其特征在于：包括I路发射支路、I路接收支路、Q路发射支路和Q路接收支路，所述I路发射支路包括第一功分/合成网络和第一单路收发组件，所述I路接收支路包括第二功分/合成网络和第二单路收发组件，所述第一功分/合成网络的输出端分别连接第一单路收发组件和第二单路收发组件的输入端，所述第二功分/合成网络的输入端分别连接第一单路收发组件和第二单路收发组件的输出端；所述Q路发射支路包括第三功分/合成网络和第三单路收发组件，所述Q路接收支路包括第四功分/合成网络和第四单路收发组件，所述第三功分/合成网络的输出端分别连接第三单路收发组件和第四单路收发组件的输入端，所述第四功分/合成网络的输入端分别连接第三单路收发组件和第四单路收发组件的输出端；

所述I路发射支路和Q路发射支路发射输出分成两路的垂直信号或水平信号，I路接收支路和Q路接收支路接收两路的垂直信号或水平信号。

2.根据权利要求1所述的一种新型SC频段宽带TR组件，其特征在于：两路垂直信号等相位，相位误差为10°。

3.根据权利要求1所述的一种新型SC频段宽带TR组件，其特征在于：两路水平信号等相位，相位误差为10°。

4.根据权利要求1所述的一种新型SC频段宽带TR组件，其特征在于：所述第一功分/合成网络、第二功分/合成网络、第三功分/合成网络、第四功分/合成网络采用180°电桥构成。

5.根据权利要求1所述的一种新型SC频段宽带TR组件，其特征在于：所述第一、二、三、四单路收发组件均包括功率驱动模块、调制板、功放模块、环形器和限幅器，所述功率驱动模块用于对两路信号进行功率放大，输出给调制板，所述调制板对放大后的两路信号进行功率分配，输出给功放模块，所述功放模块用于将两路信号合成，输出给所述环形器，所述环形器用于信号发射或接收，将接收的信号发送给所述限幅器，所述限幅器用于对接收到的两路信号分别进行限幅然后合成输出。

6.根据权利要求5所述的一种新型SC频段宽带TR组件，其特征在于：所述功放模块包括两路大功率功放模块和功率合成模块，所述大功率功放模块的输入端与所述调制板的输出端连接，所述大功率功放模块的输出端与所述功率合成模块的输入端连接。

Images