CN204595204U - 一种相控阵雷达t/r模块测试开关矩阵 - Google Patents

一种相控阵雷达t/r模块测试开关矩阵 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种相控阵雷达收发模块（T\R模块）测试开关矩阵。可有效采集相控阵雷达收发模块（T\R模块）幅相信息，包括波导功率分配器（功分器）、输入波导微带过渡、匹配负载、开关电路、输出波导微带过渡；具有与待测试有源相控阵雷达T\R模块通道数目相同的波导微带过渡探头，避免波导探头的移动引起的测试效率低下，耦合状态不一致等问题，并可以通过接收外设控制器的开通、关断信号，与相控阵雷达T/R模块待测试通道同步开启或者关闭，从而增加测试数据的准确性。

Description

一种相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵
技术领域
本实用新型涉及一种开关矩阵，尤其涉及一种相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵。本实用新型具有和待测试相控阵雷达T/R模块通道数相同的波导探头数目，避免波导探头的移动引起的测试效率低下，耦合状态不一致等问题，并可以通过接收外设控制器的开通、关断信号，与相控阵雷达T/R模块待测试通道同步开启或者关闭。
背景技术
目前，有源相控阵雷达收发模块(T/R模块)的天线都是内埋于低温共烧陶瓷(LTCC)中，对于模块内部通道幅度与相位数据提取的方法，是采用矢量网络分析仪连接波导探头依次移动至各通道提取不同通道的幅度和相位信息。但是，手动或机械式移动波导探头的方式存在位移误差容易使测量出的幅度和相位精度降低，且机械移动波导探头与被测试通道非同步工作，测试效率比较低。
发明内容
传统的机械式移动波导探头式测试方法，具有数据提取效率低、精度低、误差大、与待测试通道工作难以同步等问题。
为了解决以上问题，本实用新型提供了一种具有和待测试通道数相同数目波导探头的相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵，包括波导功率分配器、输入波导微带过渡、开关电路和输出波导微带过渡、匹配负载；
所述波导功率分配器的主路端与输入波导微带过渡连接，用于接收测试信号的输入；
所述波导功率分配器的部分或全部支路端连接开关电路，所述开关电路与所述输出波导微带过渡或所述匹配负载连接；
所述开关电路的控制端与外设控制器连接，用于接收接通或关断信号；
所述输出波导微带过渡与待测试相控阵雷达T/R模块通道耦合连接；
进一步的，所述的波导功率分配器可以采用一分八无源低温共烧陶瓷波导功率分配器。
在一些实施例中，所述开关矩阵有至少四个开关电路，并拥有四个输出波导微带过渡，用于测试具有四路通道的相控阵T/R模块；
其中，第一输出波导微带过渡、第二输出波导微带过渡、第三输出波导微带过渡、第四输出波导微带过渡分别通过第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路与所述波导功率分配器的第一支路端、第二支路端、第三支路端、第四支路端连接。
在某些实施例中，所述开关矩阵拥有八个开关电路，还包括四个匹配负载，用于使各个被测通道的状态达到一致；
第一匹配负载、第二匹配负载位于所述第一输出波导微带过渡的外侧，分别通过第五开关电路、第六开关电路与所述波导功率分配器的第五支路端、第六支路端连接；
第三匹配负载、第四匹配负载位于所述第四输出波导微带过渡的外侧，分别通过第七开关电路、第八开关电路与所述波导功率分配器的第七支路端、第八支路端连接。
进一步的，所述输出波导微带过渡以及所述输入波导微带过渡均为无源结构，用于射频信号的传输过渡。
进一步的，所述开关电路为开关芯片
工作时，测试仪器的第一接口与待测试相控阵雷达连接，测试仪器的第二接口与本实用新型中所述功率放大器的主路端连接，所述本实用新型中输出波导微带过渡以非接触式耦合方式与待测试通道进行对应连接，形成测试回路；
所述开关电路在关断状态处于阻抗匹配状态，因为相控阵雷达T/R通道信号散射特点，为保证位于边缘的输入波导微带及对应待测试T/R通道与位于中间的输入波导微带及对应待测试T/R通道具有一致的耦合状态，在某些实施例中，位于边缘输入波导微带的外侧设有匹配负载，所述匹配负载呈现与开关电路关断状态相同的欧姆阻抗匹配状态，使得各个测试端口(待测试T/R通道及对应输入波导微带)均工作在相同的环境下，从而有效减少测量的误差。
在相控阵雷达T/R通道接收状态：测试仪器产生射频信号通过输入波导微带过渡馈入至LTCC一分八波导功率分配器(功分器)，同时，目标待测试通道对应的开关电路接收外设控制器开通信号后导通，其他待测试通道对应的开关电路关断，信号通过功分器以及开关电路后馈入输出波导微带过渡，最终进入被测通道完成测试；
在相控阵雷达T/R通道发射状态：射频信号由相控阵雷达T/R通道发射馈入输出波导微带过渡，同时，目标待测试通道对应的开关电路接收外设控制器开通信号后导通，其他待测试通道对应的开关电路关断，射频信号通过开关电路后馈入至八合一LTCC功分器，再经过输入波导微带过渡最终馈入测试仪器完成测试。
本实用新型的有益效果是，具有与待测试相控阵雷达T/R模块通道数相同的测试探头，避免波导探头的移动引起的测试效率低下，耦合状态不一致等问题，并可以通过接收外设控制器的开通、关断信号，与相控阵雷达T/R模块待测试通道同步开启或者关闭，从而增加测试数据的准确性。
附图说明
图1是本实用新型所述一种有源相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵电路框架图；
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：如图1所示，本实施例包括四个输出波导微带过渡，四个50欧姆的匹配负载、八个开关电路，一分八无源LTCC波导功率分配器、输入波导微带过渡；
开关电路实际采用Hittite公司的HMC971芯片，其控制端分别与外设控制器(如FPGA或微控制器)连接，用于接收接通或关断信号；
波导功率分配器采用威尔金斯方式，实现各通道隔离；
四个输出波导微带过渡分别与四路待测试相控阵雷达T/R模块通道非接触式耦合连接；
其中，第一输出波导微带过渡、第二输出波导微带过渡、第三输出波导微带过渡、第四输出波导微带过渡分别通过第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路与所述波导功率分配器的第一支路端、第二支路端、第三支路端、第四支路端连接。所述波导功率分配器的主路端通过输入波导微带过渡与测试仪器(如矢量网络分析仪)连接。
第一匹配负载、第二匹配负载位于所述第一输出波导微带过渡的外侧，分别通过第五开关电路、第六开关电路与所述波导功率分配器的第五支路端、第六支路端连接；
第三匹配负载、第四匹配负载位于所述第四输出波导微带过渡的外侧，分别通过第七开关电路、第八开关电路与所述波导功率分配器的第七支路端、第八支路端连接。
进一步的，开关电路采用单刀单掷开关芯片，为适应高频工作环境，本实施例选用了Hittite公司的HMC971-SPDT芯片的单边开关功能。
工作时，测试仪器(如矢量网络分析仪)的第一接口与待测试相控阵雷达连接，测试仪器的第二接口与本实用新型中所述功率放大器的主路端连接，所述输出波导微带过渡以非接触式耦合方式与待测试通道进行连接，形成测试回路；
本实施例采用的SPDT开关芯片的单边开关功能，在关断状态处于50欧姆阻抗匹配状态，因为相控阵雷达T/R通道信号散射特点，为保证位于边缘的输入波导微带及待测试T/R通道与位于中间的输入波导微带及待测试T/R通道具有一致的耦合状态，在某些实施例中，位于边缘输入波导微带的外侧设有匹配负载，所述匹配负载呈现与开关芯片关断状态一致的50 欧姆阻抗匹配状态，使得各个测试端口(待测试T/R通道及输入波导微带)均工作在相同的环境下，从而有效减少测量的误差。
在相控阵雷达T/R通道接收状态：测试仪器产生射频信号通过输入波导微带过渡馈入至LTCC一分八功分器，同时，目标待测试通道对应的开关电路接收外设控制器开通信号后导通，其他待测试通道对应的开关电路关断，信号通过中间四路功分以及开关电路后馈入输出波导微带过渡，最终进入被测通道完成测试；
在相控阵雷达T/R通道发射状态：射频信号由相控阵雷达T/R通道发射馈入输出波导微带过渡，同时，目标待测试通道对应的开关电路接收外设控制器开通信号后导通，其他待测试通道对应的开关电路关断，射频信号通过开关电路后馈入至八合一LTCC功分器，再经过输入波导微带过渡最终馈入测试仪器完成测试。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵，其特征在于，包括波导功率分配器、输入波导微带过渡、开关电路和输出波导微带过渡、匹配负载；
所述波导功率分配器的主路端与输入波导微带过渡连接，用于接收测试信号的输入；
所述波导功率分配器的部分或全部支路端连接开关电路，所述开关电路与所述输出波导微带过渡或所述匹配负载连接；
所述开关电路的控制端与外设控制器连接，用于接收接通或关断信号；
所述输出波导微带过渡与待测试相控阵雷达T/R模块通道耦合连接。
2.如权利要求1所述的相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵，其特征在于，所述的波导功率分配器为一分八无源低温共烧陶瓷波导功率分配器。
3.如权利要求2所述的相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵，其特征在于， 所述开关矩阵有至少四个开关电路，并拥有四个输出波导微带过渡，用于测试具有四路通道的相控阵T/R模块；
第一输出波导微带过渡、第二输出波导微带过渡、第三输出波导微带过渡、第四输出波导微带过渡分别通过第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路与所述波导功率分配器的第一支路端、第二支路端、第三支路端、第四支路端连接。
4.如权利要求3所述的相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵，其特征在于，所述开关矩阵包含八个开关电路以及四个匹配负载，用于使各个测试通道的状态达到一致；
第一匹配负载、第二匹配负载位于所述第一输出波导微带过渡的外侧，分别通过第五开关电路、第六开关电路与所述波导功率分配器的第五支路端、第六支路端连接；
第三匹配负载、第四匹配负载位于所述第四输出波导微带过渡的外侧，分别通过第七开关电路、第八开关电路与所述波导功率分配器的第七支路端、第八支路端连接。
5.如权利要求1所述的相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵，其特征在于，所述输出波导微带过渡和所述输入波导微带过渡均为无源结构，用于射频信号的传输过渡。
6.如权利要求1所述的相控阵雷达T/R模块测试开关矩阵，其特征在于，所述开关电路为开关芯片。
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