CN212586538U - 一种地面安防雷达的变频tr组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于变频TR组件领域，特别涉及一种地面安防雷达的变频TR组件。本实用新型将天线接收回的射频信号与本振信号进行混频，混频输出中频信号，中频信号经过中频滤波器后得到高质量的中频信号。本实用新型具有电路简单、加工成本低以及调试简单的特点。

Description

一种地面安防雷达的变频TR组件

技术领域

本实用新型属于变频TR组件领域，特别涉及一种地面安防雷达的变频TR组件。

背景技术

TR组件是雷达***的重要组成部分，传统的TR组件由于受限于传统的AD、DA采样信号输入要求，需要将射频信号转换成低频段的中频信号以适配AD、DA的处理，为了得到与AD、DA适配的中频信号，一般需要进行两次混频处理，因此TR组件具有一本振，二本振，一中频和二中频，此处的二中频就是与AD、DA适配的中频信号。传统设计TR组件时要特别注意经过二次混频产生的寄生杂散，并且为了得到指标比较好的二中频信号，设计时需要数量比较多的中频滤波器和射频滤波器，而滤波器由于工艺及材料的限制，体积往往比较大，对于电路设计来说不仅增加了成本，也同时限制了TR组件的结构尺寸。根据TR组件应用领域的不同，还体现在TR的输出功率上，对于传统的抛物面雷达，TR组件通常需要比较大的功率输出，而对于TR组件来说输出功率越大对散热的要求就越严格，而目前的工艺设计，PA功放管的效率比较低，所以为了获取高的功率输出，散热变成TR组件的重要设计指标之一，而相对大型相控阵雷达的TR组件而言，虽然输出功率没有比抛物面雷达高，但是因为应用领域及技术难易的因素，目前更多的是峰值10W、20W的TR组件，这种TR组件设计时散热依然是一个重要指标，并且接收端一定需要限幅器，不然接收通道的低噪声放大器不能承受这个功率而被烧毁。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种地面安防雷达的变频TR组件。本实用新型将天线接收回的射频信号与本振信号进行混频，混频输出中频信号，中频信号经过中频滤波器后得到高质量的中频信号。本实用新型具有电路简单、加工成本低以及调试简单的特点。

本实用新型的技术方案是：一种地面安防雷达的变频TR组件，包括TR组件发射通道、TR组件接收通道和环形器，其特征在于：TR组件发射通道包括第一中频放大器、第一声表滤波器、第一混频器、高通滤波器、第一射频带通滤波器、射频放大器、第二射频带通滤波器、PA放大器，第一中频放大器与第一声表滤波器连接，第一声表滤波器输出与第一混频器连接，第一混频器与高通滤波器连接，高通滤波器与第一射频带通滤波器连接，第一射频带通滤波器与射频放大器连接，射频放大器与第二射频带通滤波器连接，第二射频带通滤波器与PA放大器连接，PA放大器与环形器输入口连接；TR组件接收通道包括前置滤波器、微波开关、低噪声放大器、第三射频带通滤波器、第二混频器、第二声表滤波器、第一低通滤波器、第二中频放大器连、第二低通滤波器连接。环形器输出口与前置滤波器连接，前置滤波器与微波开关连接，微波开关与低噪声放大器连接，低噪声放大器与第三射频带通滤波器连接，第三射频带通滤波器与第二混频器连接，第二混频器与第二声表滤波器连接，第二声表滤波器与第一低通滤波器连接，第一低通滤波器与第二中频放大器连接，第二中频放大器与第二低通滤波器连接，第二低通滤波器输出中频信号。

根据如上所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：第一混频器与本振输入连接。

根据如上所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：第二混频器本振输入连接。

根据如上所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：微波开关可以为单刀双掷开关或PIN开关。

根据如上所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：还包括结构安装腔体，TR组件发射通道、TR组件接收通道和环形器安装在结构安装腔体上。

根据如上所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：结构安装腔体为金属腔体，金属腔体自然散热无其他散热方式或结构。

本发明的有益效果是：一是可以实现高中频输入，减少了传统TR组件的二中频及二本振。二是电路的复杂程度降低了，同时使TR组件的测试复杂程度降低了。三是提高了TR组件的集成度，便于调试，同时降低了设计难度和成本。四是只需要每通道达到1W到2W就足以满足威力要求。五是设备小型化得以实现，使用金属腔体自然散热就可以满足要求。

附图说明

图1为TR组件的逻辑设计布局图。

图2为TR组件实例结构示意图。

附图标记说明：环形器1、PA放大器2、第一射频带通滤波器3、射频放大器4、高通滤波器5、第一混频器6、第一声表滤波器7、第一中频放大器8、第一低通滤波器9、低噪声放大器10、微波开关11、前置滤波器12、结构安装腔体13、第二射频带通滤波器14、第三射频带通滤波器15、第二混频器16、第二声表滤波器17、第二中频放大器18、第二低通滤波器19。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型的一种地面安防雷达的变频TR组件包括TR组件发射通道、TR组件接收通道和环形器1，TR组件发射通道包括第一中频放大器8、第一声表滤波器7、第一混频器6、高通滤波器5、第一射频带通滤波器、射频放大器4、第二射频带通滤波器14、PA放大器2，第一中频放大器8与第一声表滤波器7连接，第一声表滤波器7输出与第一混频器6连接，第一混频器6与高通滤波器5连接，高通滤波器5与第一射频带通滤波器3连接，第一射频带通滤波器3与射频放大器4连接，射频放大器4与第二射频带通滤波器14连接，第二射频带通滤波器14与PA放大器2连接，PA放大器2与环形器1输入口连接。从第一中频放大器8输入中频信号。

如图1和图2所示，本实用新型的TR组件接收通道包括前置滤波器12、微波开关11、低噪声放大器10、第三射频带通滤波器15、第二混频器16、第二声表滤波器17、第一低通滤波器9、第二中频放大器18连、第二低通滤波器19连接。环形器1输出口与前置滤波器12连接，前置滤波器12与微波开关11连接，微波开关11与低噪声放大器10连接，低噪声放大器10与第三射频带通滤波器15连接，第三射频带通滤波器15与第二混频器16连接，第二混频器16与第二声表滤波器17连接，第二声表滤波器17与第一低通滤波器9连接，第一低通滤波器9与第二中频放大器18连接，第二中频放大器18与第二低通滤波器19连接，第二低通滤波器19输出中频信号。本实用新型的第一混频器6和第二混频器16与本振输入连接。

本实用新型的微波开关11可以为单刀双掷开关或PIN开关。

如图2所示，本实用新型的TR组件发射通道、TR组件接收通道和环形器1安装在结构安装腔体13上，形成TR组件组件部件，可直接安装在雷达上。本实用新型的结构安装腔体13为金属腔体，金属腔体自然散热就可以满足要求，无需其他散热方式或结构即可长期正常工作。

如图1所示，TR组件发射时中频信号经过第一中频放大器8后使用第一声表滤波器7滤除第一中频放大器8可能产生的杂散，然后经过第一混频器6与本振信号进行混频得到射频信号，射频信号经过高通滤波器5以及第一射频带通滤波器3滤除掉除射频信号以外的无用信号或存在的杂散信号，然后使用射频放大器4进行射频信号功率放大，使得射频信号能够达到驱动PA芯片所需的最佳功率，同时使用第二射频带通滤波器14滤除有可能由射频放大器4引来的杂散，第二射频带通滤波器14输出的射频信号经过PA放大器2放大后，输出功率可以达到1W至2W之间，再经过环形器1就将功率输送到天线，此处的PA放大器2可以选用PA芯片SE5004L，可以工作在高达100％的占空比应用，相比传统的PA芯片的40％以下的占空比使用，此PA芯片具有很大优势，而实际应用实例中采用低占空比的工作的方式，如图2所示的应用实例，PA芯片工作的占空比低于20％的占空比，这样既降低了PA芯片的发热量，使散热设计更简单，同时也降低了结构件的加工难度。

TR组件接收时，如图1所示天线接收的信号经过环形器1进入接收通道，首先使用一个前置滤波器12降低其他频段的信号对C波段的干扰，然后使用微波开关11进行收发信号的隔离，即使用LVTTL控制单刀双掷的微波开关11，当TR组件发射信号时，微波开关11切换到旁路模式，这样就避免接收通道饱和堵塞，同时降低了由于隔离度不足而引发的射频自激现象，使TR组件工作更稳定，传统的TR组件此处应该是使用限幅器限制最大输入功率，同时使用微波开关11使接收通道堵塞时间能快速恢复。当TR组件接收信号时，微波开关11切换到导通模式，接收的射频信号通过低噪声放大器10进行放大，射频信号放大后经过、第三射频带通滤波器15滤除可能存在的杂散，滤除杂散后射频信号经过第二混频器16与本振信号混频得到中频信号，这里的中频信号需要经过第二声表滤波器17及低通滤波器9滤除从第二混频器16出来的多余的频率成份，经过滤波器后的中频信号需要通过第二中频放大器18将信号放大后才能匹配到集成AD、DA芯片的输入端，当然进入集成AD、DA芯片之前使用第二低通滤波器19进行滤除可能出现的杂散也是必要的。

本实用新型的一种地面安防雷达的变频TR组件适用于中频500MHz，本振信号为4.9GHz-5.1GHz，射频输出为5.4GHz-5.6GHz的C波段TR组件，其输出功率一般在1W至2W之间。

本实用新型在满足传统TR组件功能的前提下，利用第一混频器6、第二混频器16端口属于宽带混频的特点，配合零中频高集成度的AD、DA芯片处理，可以实现高中频输入，减少了传统TR组件的二中频及二本振，使设计电路的复杂程度降低了，同时使TR组件的测试复杂程度降低了，提高了TR组件的集成度，便于调试，同时降低了设计难度和成本。

本实用新型的装置根据目前市场需求，需要探测车辆威力覆盖3KM-5KM的地面安防雷达，而折算到TR组件来说，采用相控阵体制的TR组件类型，峰值功率不需要到10W，只需要每通道达到1W到2W就足以满足威力要求，而如果采用传统的TR组件设计，设计电路复杂，并且调试复杂，成本控制也比较难。所以根据现有的技术支撑，改进了TR组件的设计，使TR组件链路调试及设计趋于简单化，这样既保证TR组件的性能需求，并减少了设计成本。基于AD、DA集成芯片的发展，TR组件通过一级变频得到的一中频信号就可以作为AD、DA芯片的匹配输入。而且基于1W到2W的集成PA芯片的发展，TR组件的一体化，小型化得以实现，PA散热方案经过实际仿真，使用金属腔体自然散热就可以满足要求。因此一种应用于地面安防雷达的小功率变频TR组件根据实际需求得以设计出来。

Claims (6)

1.一种地面安防雷达的变频TR组件，包括TR组件发射通道、TR组件接收通道和环形器，其特征在于：TR组件发射通道包括第一中频放大器、第一声表滤波器、第一混频器、高通滤波器、第一射频带通滤波器、射频放大器、第二射频带通滤波器、PA放大器，第一中频放大器与第一声表滤波器连接，第一声表滤波器输出与第一混频器连接，第一混频器与高通滤波器连接，高通滤波器与第一射频带通滤波器连接，第一射频带通滤波器与射频放大器连接，射频放大器与第二射频带通滤波器连接，第二射频带通滤波器与PA放大器连接，PA放大器与环形器输入口连接；TR组件接收通道包括前置滤波器、微波开关、低噪声放大器、第三射频带通滤波器、第二混频器、第二声表滤波器、第一低通滤波器、第二中频放大器连、第二低通滤波器连接；环形器输出口与前置滤波器连接，前置滤波器与微波开关连接，微波开关与低噪声放大器连接，低噪声放大器与第三射频带通滤波器连接，第三射频带通滤波器与第二混频器连接，第二混频器与第二声表滤波器连接，第二声表滤波器与第一低通滤波器连接，第一低通滤波器与第二中频放大器连接，第二中频放大器与第二低通滤波器连接，第二低通滤波器输出中频信号。

2.根据权利要求1所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：第一混频器与本振输入连接。

3.根据权利要求1所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：第二混频器本振输入连接。

4.根据权利要求1所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：微波开关可以为单刀双掷开关或PIN开关。

5.根据权利要求1所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：还包括结构安装腔体，TR组件发射通道、TR组件接收通道和环形器安装在结构安装腔体上。

6.根据权利要求5所述的一种地面安防雷达的变频TR组件，其特征在于：结构安装腔体为金属腔体，金属腔体自然散热无其他散热方式或结构。

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