CN217879609U - 一种l段波大功率多路收发开关组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种L段波大功率多路收发开关组件，通过λ/4线结合PIN二极管，通过控制TTL信号的高低来选择驱动器的输出电压，并对PIN二极管的导通和截至进行控制，实现接收信号、发射信号、校准信号的选通；通过设置多个发射开关与多个收发单元结合，实现了信号的多通道输出；通过检波二极管对发射信号进行检波，将检波电压与设定的门限电压进行比较，输出高低电平，实现功率检测的功能。

Description

一种L段波大功率多路收发开关组件

技术领域

本实用新型涉及航空领域中雷达接收机的应用，具体涉及一种L段波大功率多路收发开关组件。

背景技术

雷达接收机的主要作用是放大和处理雷达发射后反射回来所需要的回波，并以在有用的回波和无用的干扰之间获得最大鉴别率的方式对回波进行滤波。

随着现代无线通信技术的发展，对射频前端电路的要求也越来越高，为了降低***成本，减小整机***的体积与重量，许多雷达与通信***都使用一套天线进行来实现收发功能，特别是在机载雷达***中，就更是如此，为此需要采用多路开关进行收发切换。同时，随着现代军事技术的快速发展，电子战、信息战的发展水平也越来越高，为在现代战争中的电子对抗中处于优势地位，把握信息战的主动权，雷达、通信***的发射功率也越来越大，这就要求收发开关能够传输更大的发射功率。同时为了满足组网通信的需要，各通信***需要接收、处理和发送大量的信息，因此对收发开关的要求也越来越高，特别是在电子对抗、电子干扰中，要想有效地压制对手，就必须在发射信号功率上占有绝对优势。所有这些新的要求，都需要收发开关同时具有通过功率大、各端口间隔离度高、开关的切换速度快，并同时具有高可靠性等特点。

实用新型内容

本实用新型为解决上述大功率开关输出路数、功能型少、可扩展性差、性能指标差的问题，本实用新型提出一种L段波大功率多路收发开关组件，用于接收输入的发射信号、校准输入信号，并生成天线信号、功率检测信号、校准信号，通过设置发射接收模块和多个收发单元，并在多个收发单元内设置一分三开关生成三条传输通道：发射通道、负载通道、接收通道，通过在发射通道上设置功率检测单元，实现了对功率信号的检测。

为实现上述目的，本实用新型具体内容如下：

一种L段波大功率多路收发开关组件，用于接收输入的发射信号、校准输入信号，并生成天线信号、功率检测信号、校准信号，包括用于输入发射信号的发射接收模块、多个收发单元；

所述收发单元包括依次连接的发射开关、一分三开关，所述发射开关与发射接收模块连接；

所述一分三开关连接有三条通道，三条所述通道包括发射通道、负载通道、接收通道；

所述发射通道包括天线分集开关、传输线、用于传输天线信号的天线、用于输入功率检测信号的功率检测单元；

所述天线分集开关设置有多个数据传输端口，一端与一分三开关连接、一端与功率检测单元连接，一端与依次连接的传输线、天线连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述天线包括上天线、下天线，通过所述传输线与所述天线分集开关连接形成两条信号传输通道。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述功率检测单元连接有检波二极管，用于输出功率检测信号，将输出后的检波电压与设定的门限电压进行比较。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，其特征在于，所述传输线外接有用于检测电缆开路、短路的检测电路。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述收发单元设置为4组；

所述L段波大功率多路收发开关组件还设置有用于将校准输入信号分成4路的一分四功分器；

所述一分四功分器分出的4路校准输入信号与四组收发单元接收通道连接的耦合器连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述发射开关、一分三开关、天线分集开关、接收开关为PIN二极管开关；所述传输线为λ/4线。

为了更好地实现本实用新型，更进一步地，所述检测电路的主控芯片采用FPGA芯片。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过设置多个发射开关和多条天线，实现了对发射信号的多路输出，解决了现有技术中大功率开关输出路数少的问题；通过λ/4线结合PIN二极管，通过控制信号的高低来选择驱动器的输出电压，对PIN二极管的导通和截至进行控制，实现射频信号的选通，在发射输入端和发射输出支路端采用耦合方式，同过检波二极管对发射信号进行检波，对检波电压与设定的门限电压进行比较后输出高低电平实现功率检测的功能。在发射输出端还设置有外接电缆的开路、短路检测电路：当外接电缆出现有开路、短路现象时，开路、短路检测电路输出不同的电压值送给PFGA进行判断后上报主机，进行故障提示。

本实用新型有多种实现方式，实现了信号的1路发射输入、8路发射输出、4路接收输出、4路校准信号输出，可以在频率范围内对频率进行的拓展，以满足不同应用场景或不同需求条件下的频率要求，也可以在输入、输出数量上增加，以满足对外接口的要求。

附图说明

图1为本实用新型模块连接示意图；

图2为本实用新型校准信号输入示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例提出了一种L段波大功率多路收发开关组件，如图1所示，包括发射接收模块、在360度内等分设置的多个收发单元；

所述收发单元的每一收发单元均包括依次连接的发射开关、一分三开关，所述发射开关与发射接收模块连接；

所述一分三开关连接三条通道，三条所述通道包括发射通道、负载通道、接收通道；

所述发射通道包括依次连接的天线分集开关、传输线、天线，所述天线分集开关输入端与一分三开关连接，输出端与传输线连接，且输出端设置有用于检测信号功率的输出端口。

工作原理：本实用新型通过将天线设置为在360度内等分的不同角度，从而将信号传输单元分为在360度内等分的多个收发单元来满足信号的多路输出，通过设置多个发射开关控制发射信号的输入，通过设置1分3开关分出三条支路通道：发射通道、接收通道、校准通道，在发射通道的天线分集开关的输出端设置用于检测功率的功率输出端口，实现对信号功率的检测，通过控制天线分集开关与接收开关的导通和截止，实现本实用新型在多种工作模式下信号的输入与输出，本实用新型的性能参数表如表1所示。

表1 性能参数表

参数	测试指标
		工作频率	发射频率1030±1MHz，接收1090±3MHz
承受功率	60dBm，占空比≤2%
		***损耗	≤2.3dB
发射隔离度	≥20dB
		发射通道开关切换速度	≤1.2
通道上下天线隔离度	≥35dB
		输入/输出驻波	≤1.25
电压、电流	+5V/≤0.6A，+12V/≤0.1A，-40V/≤0.1A

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，所述收发单元设置为4等分；

如图1所示，所述L段波大功率多路收发开关组件处于发射状态时，发射信号的输入端为发射接收模块，输出端为上天线或下天线；

所述发射开关处于导通状态，所述天线分集开关的上天线或下天线处于导通状态，所述一分三开关的发射通道与负载通道处于导通状态，接收通道处于截止状态。

工作原理：发射信号从发射输入模块输入，通过控制TTL电平来选择不同的输出通道，实现发射信号分别从8个天线端口输出。

当发射信号从0度收发单元的上天线输出时，TTL电平控制0度收发单元的发射开关导通，0度收发单元的1分3开关的天线至发射通道导通，天线分集开关的上天线导通，发射信号就从0度收发单元的上天线输出。此时90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的发射开关截止，90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的1分3开关的天线至负载通道导通。

当发射信号从0度收发单元的下天线输出时，TTL电平控制0度收发单元的发射开关导通，0度收发单元的1分3开关的天线至发射通道导通，天线分集开关的下天线导通，发射信号就从0度收发单元的下天线输出。此时90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的发射开关截止，90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的1分3开关的天线至负载通道导通。

同理，发射信号从90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的上、下天线输出时的控制也一样。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，如图1所示，所述L段波大功率多路收发开关组件处于接收状态时，接收信号的输入端为上天线或下天线，输出端为接收模块；

所述发射开关处于截止状态，所述天线分集开关的上天线或下天线处于导通状态，所述一分三开关的发射通道与接收通道处于导通状态，负载通道处于截止状态。

工作原理：通过控制TTL电平来选择不同通道的8路接收信号，从4个通道输出后送入接收机：

当接收信号从0度收发单元的上天线输入、0度收发单元的接收输出时：TTL电平控制天线分集开关的上天线导通，0度收发单元的1分3开关天线至接收通道导通，接收信号进入0度收发单元的接收通道；此时0度收发单元、90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的发射开关全部截止，0度收发单元、90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的1分3开关，天线至负载通道全部截止。

当接收信号从0度收发单元的下天线输入、0度收发单元的接收输出时：TTL电平控制天线分集开关的下天线导通，0度收发单元的1分3开关，天线至接收通道导通，接收信号进入0度收发单元的接收通道；此时0度收发单元、90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的发射开关全部截止，0度收发单元、90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的1分3开关，天线至负载通道全部截止。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，如图1所示，所述L段波大功率多路收发开关组件处于校准状态时，校准信号的输入端为接收开关，输出端为接收模块；

所述发射开关处于截止状态，所述一分三开关的接收通道处于导通状态，负载通道和发射通道处于截止状态，所述接收开关处于导通状态，所述发射开关处于截止状态。

工作原理：输入1路校准信号后分成4路，经耦合器耦合后从0度收发单元、90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的接收开关后分别送入4路相对应的接收通道。此时，0度收发单元、90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的1分3开关，天线至接收通道全部打开，0度收发单元、90度收发单元、180度收发单元、270度收发单元的发射开关全部截止。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，如图1所示，所述天线分集开关上设置有用于检测功率的检波二极管。

工作原理：通过设置检波二极管输出功率检测信号，对功率检测信号进行检波，对检波电压与设定的门限电压进行比较后输出高低电平，实现功率检测的功能。本实用新型发射频率为1030±1MHz，接收平率为1090±3MHz，承受功率为60dBm，占空比≤2%。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上，所述天线的传输线上外接有用于检测电缆开路、短路的检测电路。

工作原理：通过在天线上外接开路、短路的检测电路，来检测电路是否导通，其中电路中电流、电压的参数为+5V/≤0.6A，+12V/≤0.1A，-40V/≤0.1A。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上，如图1、图2所示，所述接收通道包括依次连接的接收开关、耦合器、一分四功分器；

所述接收开关与一分三开关连接。

工作原理：在校准信号输入端设置1分4功分器，将校准信号分别送入4个收发单元中，并在接收通道设置耦合器，将校准信号分入四条校准接收后通过耦合器耦合传入到接收机中，通过控制接收开关的导通与截止来控制校准信号的输入与输出。

本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例1-7任一项的基础上，所述发射开关、一分三开关、天线分集开关、接收开关为PIN二极管开关；所述传输线为λ/4线。

工作原理：通过λ/4线结合PIN二极管，控制TTL信号的高低来选择驱动器的输出电压，对PIN二极管的导通和截至进行控制，实现接收信号、发射信号、校准信号的选通。

本实施例的其他部分与上述实施例1-7任一项相同，故不再赘述。

实施例9：

本实施例在上述实施例1-8任一项的基础上，所述检测电路采用FPGA芯片。

工作原理：当外接电缆出现有开路、短路现象时，开路、短路检测电路输出不同的电压值送给PFGA进行判断后上报主机，进行故障提示。

本实施例的其他部分与上述实施例1-8任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种L段波大功率多路收发开关组件，用于接收输入的发射信号、校准输入信号，并生成天线信号、功率检测信号、校准信号；其特征在于，包括用于输入发射信号的发射接收模块、360度范围内均匀间隔设置的多个收发单元；

所述收发单元包括依次连接的发射开关、一分三开关，所述发射开关与发射接收模块连接；

所述一分三开关连接有三条通道，三条所述通道包括发射通道、负载通道、接收通道；

所述发射通道包括天线分集开关、传输线、用于传输天线信号的天线、用于输入功率检测信号的功率检测单元；

所述天线分集开关设置有多个数据传输端口，其中：一个端口与一分三开关连接、一个端口与功率检测单元连接，还有一个端口与传输线连接并通过传输线与天线连接。

2.如权利要求1所述的一种L段波大功率多路收发开关组件，其特征在于，所述天线包括上天线、下天线，通过所述传输线与所述天线分集开关连接形成两条信号传输通道。

3.如权利要求1所述的一种L段波大功率多路收发开关组件，其特征在于，所述功率检测单元连接有检波二极管。

4.如权利要求1所述的一种L段波大功率多路收发开关组件，其特征在于，所述传输线外接有用于检测电缆开路、短路的检测电路，通过检测电路向传输线传输天线检测信号。

5.如权利要求1所述的一种L段波大功率多路收发开关组件，其特征在于，所述L段波大功率多路收发开关组件还包括耦合器、接收开关；

所述耦合器通过接收开关与接收通道连接，用于接收校准信号并经过接收开关发送给接收通道。

6.如权利要求1所述的一种L段波大功率多路收发开关组件，其特征在于，所述发射开关、一分三开关、天线分集开关、接收开关为PIN二极管开关；所述传输线为λ/4线。

7.如权利要求5所述的一种L段波大功率多路收发开关组件，其特征在于，所述收发单元设置为4组；

所述L段波大功率多路收发开关组件还设置有用于将校准输入信号分成4路的一分四功分器；

所述一分四功分器分出的4路校准输入信号与4组收发单元接收通道连接的耦合器连接，用于向耦合器发送校准信号。

8.如权利要求4所述的一种L段波大功率多路收发开关组件，其特征在于，所述检测电路的主控芯片为FPGA芯片。

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