探测通信一体化TR组件的制作方法

探测通信一体化tr组件
技术领域
1.本发明涉及相控阵面阵技术领域，特别涉及一种用于探测通信多功能一体化相控阵设备的t/r组件。


背景技术：

2.多功能一体化相控阵设备将雷达、通信、电子战等多个功能集成在一个相控阵设备中，从而大大提高了系统的集成度、设备利用率和工作效率，是目前相控阵技术发展的一个重要方向。tr组件用于相控阵各天线单元信号的收发，是相控阵设备的重要组成部件。不同功能任务由于工作机理不同，所需设备的功能特点和性能参数也不相同，从而对tr组件提出了不同的要求。雷达功能时，设备要能实现大功率脉冲信号发射，满足雷达探测威力的需求，从而要求tr组件实现脉冲发射信号的饱和大功率放大；通信功能时，设备要能实现线性小功率连续波发射，满足通信信号需求，从而要求tr组件实现连续波发射信号的线性小功率放大。多功能一体化tr组件要能满足多功能一体化相控阵设备不同功能任务时不同功能和性能指标要求。
3.传统单功能相控阵设备的tr组件功能和性能参数单一，不能满足多功能一体化相控阵设备不同功能任务下不同功能和性能指标要求。


技术实现要素：

4.针对传统tr组件功能和性能参数单一，不能满足多功能一体化相控阵设备需求的现状，本发明提出一种探测通信一体化tr组件，实现接收信号的低噪声接收、发射信号的线性小功率放大发射和发射信号的饱和大功率放大发射，用于一种l波段探测通信多功能一体化相控阵设备，满足探测和通信不同功能下tr组件不同功能和性能参数的需求。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种探测通信一体化tr组件，包括四个收发通道和一个四功分器，所述四个收发通道完全相同，包括环行器、接收支路、线性小功率发射支路、饱和大功率发射支路和收发开关。所述接收支路包括一个限幅低噪放，线性小功率发射支路包括数控衰减器、驱放、开关一和开关二，饱和大功率发射支路包括数控衰减器、驱放、开关一、功放和开关二。其中线性小功率发射支路和饱和大功率发射支路共用数控衰减器(6)、驱放(7)、开关一(8)和开关二 (10)，减少探测通信一体化tr组件所用元器件数量。
7.探测通信一体化tr组件有接收、线性小功率发射和饱和大功率发射三种功能，在实现低噪声接收功能的同时，通过数控衰减器控制驱放输入功率和开关选择功放工作两种措施，实现线性小功率发射和饱和大功率发射的兼容集成。
8.tr组件处于接收工作状态时，收发通道的接收支路工作，四个天线单元接收信号经收发通道环行器进入接收支路限幅低噪放，接收信号经限幅低噪放功率限幅、低噪声放大后，再经收发开关送四功分器进行合成输出至后端电路。
9.探测通信一体化tr组件处于线性小功率发射功能时，收发通道的线性小功率发射
支路工作，后端电路送来的发射信号经四公分器功分为四路，送入四个收发通道。收发通道中，发射信号经收发开关送数控衰减器，数控衰减器处于衰减状态，对发射信号进行衰减，从而减小进入驱放的信号幅度，使得驱放处于线性放大工作状态，对发射信号进行线性小功率放大，线性小功率放大发射信号经开关一、开关二选择，跳过功放，直接输出给环行器，通过环行器输出给天线单元发射。
10.探测通信一体化tr组件处于饱和大功率发射工作状态时，收发通道的饱和大功率发射支路工作，后端电路送来的发射信号经四公分器功分为四路，送入四个收发通道。收发通道中，发射信号经收发开关送数控衰减器，数控衰减器处于无衰减状态，对发射信号不衰减，驱放对发射信号进行饱和驱动放大，放大后发射信号经过开关一送入功放进行饱和大功率放大，饱和大功率放大发射信号经过开关二输出给环行器，通过环行器输出给天线单元发射。
11.本发明的有益效果如下：
12.(1)探测通信一体化tr组件采用四收发通道集成设计，在实现低噪声接收功能的同时，通过数控衰减器控制驱放输入功率和开关选择功放工作两种措施，实现线性小功率发射功能和饱和大功率发射功能的兼容集成，满足探测通信多功能一体化相控阵设备不同功能下tr 组件不同功能和性能参数的需求。
13.(2)探测通信一体化tr组件采用电路共用集成设计，线性小功率发射支路和饱和大功率发射支路共用数控衰减器、驱放、开关一和开关二，从而减少探测通信一体化tr组件所用元器件数量，提高集成度，减小体积，降低成本。
附图说明
14.图1是探测通信一体化tr组件原理框图；
15.图2是图1中收发通道原理框图。
具体实施方式
16.如图1所示，一种探测通信一体化tr组件采用四通道设计，由四个完全相同的收发通道1和一个四功分器2组成。四个收发通道1一端为天线接口，接天线单元，另一端为功分器接口，分别接四功分器2的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口共四个功分端口。四功分器2共有五个端口，第一端口、第二端口、第三端口和第四端口为功分端口，接收发通道；第五端口为公共端口，接后端电路。
17.如图2所示，收发通道1由环行器3、接收支路、线性小功率发射支路、饱和大功率发射支路和收发开关5组成。
18.环行器3用于收发通道1天线端收发支路选择，环行器3第一端口接天线单元，环行器 3第二端口接接收支路限幅低噪放4，环行器3第三端口接开关二10第一端口。组件处于接收功能时，环行器3将天线单元送来的接收信号由环行器3第一端口传输至环行器3第二端口，送接收支路限幅低噪放4；组件处于线性小功率发射和饱和大功率发射功能时，环行器3 将发射通道开关二10第一端口送来的发射信号由环行器3第三端口传输至环行器3第一端口，送天线单元发射。
19.接收支路用于接收信号的限幅和低噪放放大，由限幅低噪放4组成，限幅低噪放4
一端接环行器3第二端口，另一端接收发开关5第二端口。
20.线性小功率发射支路用于发射信号的线性小功率放大，由依次连接的数控衰减器6、驱放7、开关一8、开关二10组成。饱和大功率发射支路用于发射信号的饱和大功率放大，有依次连接的数控衰减器6、驱放7、开关一8、功放9和开关二10组成。其中衰减器6、驱放 7、开关一8和开关二10为线性小功率发射支路和饱和大功率发射支路共用，从而减少探测通信一体化tr组件所用元器件数量，提高集成度，减小体积，降低成本，通过数控衰减器6 控制驱放7输入功率和开关选择功放9工作两种措施，实现线性小功率发射功能和饱和大功率发射功能的兼容集成。线性小功率发射支路和饱和大功率发射支路中各器件功能及连接关系如下：数控衰减器6一端接收发开关5第三端口，另一端接驱动7，数控衰减器6功能是根据组件工作功能状态需要将收发开关5送来的发射信号进行衰减控制，组件处于线性小功率发射功能时数控衰减器6处于衰减状态，组件处于饱和大功率发射功能时，数控衰减器6 处于无衰减状态。驱放7一端接数控衰减器6，一端接开关一8第一端口，驱放7功能是将数控衰减器6送来的发射信号进行放大，送入开关一8。开关一8第一端口接驱放，开关一8 第二端口接功放，开关一8第三端口接开关二10第三端口。组件处于饱和大功率发射功能时，开关一8第一端口和第二端口选通，将驱放送来的发射信号送功放；组件处于线性小功率发射功能时，开关一8第一端口和第三端口选通，将驱放送来的发射信号送开关二10第三端口。功放9用于发射信号的饱和大功率放大，功放9一端接开关一8第二端口，另一端接开关二 10第二端口，功放9将开关一8端口二送来的发射信号进行饱和大功率放大，送开关二10 第二端口。开关二10第一端口接环行器3第三端口，开关二10第二端口接功放，开关二10 第三端口接开关一8第三端口。组件处于饱和大功率发射功能时，开关二8第一端口和第二端口选通，将功放送来的饱和大功率信号送环行器3第三端口；组件处于线性小功率发射功能时，开关二10第一端口和第三端口选通，将开关一8第三端口送来的线性小功率信号送送环行器3第三端口。
21.收发开关5用于收发通道1功分器端收发支路选择，收发开关5第一端口接四功分器2，收发开关5第二端口接接收通道限幅低噪放4，收发开关5第三端口接发射通道数控衰减器6。组件处于接收功能时，收发开关5第一端口和第二端口选通，将接收支路限幅低噪放送来的接收信号送四功分器2；组件处于发射功能时，收发开关5第一端口和第三端口选通，将四功分器2送来的发射信号送发射支路数控衰减器6。
22.探测通信一体化tr组件有三种功能，第一种为接收功能，第二种为线性小功率发射功能，第三种为饱和大功率发射功能，其中线性小功率发射功能和饱和大功率发射功能都是发射功能。
23.探测通信一体化tr组件工作于接收功能时，收发通道中接收支路工作，组件工作原理如下。四个收发通道中收发开关5第一端口与第二端口选通，四个天线单元接收到的接收信号分别送四个收发通道1环行器3第一端口。四个收发通道中，环行器3将天线单元送来的接收信号由环行器3第一端口传输至环行器3第二端口，送接收支路限幅低噪放4，经限幅低噪放4进行功率限幅、低噪声放大后送收发开关5第二端口，收发开关5将接收支路限幅低噪放送来的接收信号经收发开关5第二端口传输至收发开关5第一端口，送四功分器2。四个收发通道输出接收信号分别送入四功分器2的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，四功分器2将四个收发通道送来的接收信号进行合成，送后端电路。
24.探测通信一体化tr组件工作于线性小功率发射功能时，收发通道中线性小功率发射支路工作，组件工作原理如下。四个收发通道中收发开关5第一端口与第三端口选通，开关一 8第一端口与第三端口选通，开关二10第一端口与第三端口选通，数控衰减器6处于衰减状态，功放9不工作。后端电路送来的发射信号经四公分器2功分为四路，送入四个收发通道 1。收发通道1中，收发开关5将发射信号由收发开关5第一端口传输至收发开关5第三端口送入数控衰减器6，数控衰减器6对发射信号进行衰减，从而减小进入驱放7的信号幅度，使得驱放7处于线性放大工作状态，驱放7对衰减过的发射信号进行线性小功率放大，线性小功率放大后的发射信号再依次经过开关一8第一端口、开关一8第三端口、开关二10第三端口、开关二10第一端、环行器3第三端口和环行器3第一端口，送至天线单元发射。
25.探测通信一体化tr组件工作于饱和大功率发射功能时，收发通道中饱和大功率发射支路工作，组件工作原理如下。工作原理如下。四个收发通道中收发开关5第一端口与第三端口选通，开关一8第一端口与第二端口选通，开关二10第一端口与第二端口选通，数控衰减器6处于无衰减状态。后端电路送来的发射信号经四公分器2功分为四路，送入四个收发通道1。收发通道1中，收发开关5将发射信号由收发开关5第一端口传输至收发开关5第三端口送入数控衰减器6，数控衰减器6对发射信号进行无衰减传输，送给驱放7，驱放7对未衰减的发射信号进行饱和驱动放大，放大后发射信号再依次经过开关一8第一端口和开关一 8第二端口送入功放9，功放9对发射信号进行饱和大功率放大，饱和大功率放大发射信号依次经过开关二10第二端口、开关二10第一端、环行器3第三端口和环行器3第一端口，送至天线单元发射。