一種雷達系統l波段收發的製造方法

2023-09-23 20:03:05

一種雷達系統l波段收發的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雷達系統L波段收發機，所述收發機包括設置在晶片內部的接收通道、發射通道和設置在晶片外部的外圍電路；其中接收機包括依次連接的設置在接收通道內的數控衰減器、外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、接收通道內的低噪聲放大器、接收通道內的下變頻混頻器、外圍電路中的中頻帶通濾波器、接收通道內的可變增壓放大器和中頻功率放大器；發射機包括依次連接的設置在發射通道內的上變頻混頻器、發射通道內的射頻緩衝器、外圍電路中的第二射頻帶通濾波器和發射通道內的輸出功率放大器，在輸出功率放大器的輸出端並聯有輸出功率檢測器；在所述下變頻混頻器與上變頻混頻器之間連接有單刀雙擲開關。該收發機還具有體積小，功耗低，成本低廉特點。
【專利說明】一種雷達系統L波段收發機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉雷達通信【技術領域】，具體涉及一種雷達系統L波段收發機。

【背景技術】
[0002]雷達收發機處於天線與基帶處理單元之間，是雷達通信系統必不可少的組成部分，廣泛應用於軍事通信和民用通信。雷達接收機的作用是將天線上接收到的微弱高頻信號進行濾波，將其從伴隨的噪聲和幹擾中選擇出來，經過預選、放大、變頻、濾波和解調等方式，使目標發射回的射頻回波信號變成足夠幅度的中頻信號，供後續電路模塊使用。雷達發射機的作用是為雷達系統提供一個受到調製的大功率射頻信號，將低頻信號轉換成符合要求的射頻信號，通過天線輻射到空間，然後利用物體反射電磁波的特性確定目標的距離、方位、高度和速度等參數。收發機性能的優劣直接影響雷達系統的整體性能。
[0003]目前隨著半導體製造技術的發展，使得器件性能不斷提高、器件尺寸進一步縮小，目前雷達收發機在設計和實現上逐漸趨向高性能、高集成度；同時，隨著雷達技術的發展，雷達對收發機的線性度、動態範圍、靈敏度等性能指標提出了越來越苛刻的要求。現有的雷達收發機的電路結構已經不能滿足上述需求，因此有必要設計一種新型的L波段雷達收發機。
[0004]中國專利申請號為:201010152984.7的專利公開了一種L波段雷達接收機的射頻前端電路，包括二極體限幅器、收發開關、低噪聲放大器、射頻LC帶通濾波器、下變頻混頻器、聲表面波濾波器、可變增益放大器、中頻放大器；天線接收到的L波段射頻信號經過二極體限幅器、收發開關、低噪聲放大器和射頻LC濾波器後送至下變頻混頻器變換為中頻信號，再經過窄帶的聲表面波濾波器；最後經可變增益放大器和中頻放大器輸出到A/D器。但該雷達結構複雜，體積較大，製造成本高。
實用新型內容
[0005]本實用新型目的在於，克服現有技術中的缺陷，提供一種集成度高、結構簡單、體積小，製造成本低的雷達系統L波段收發機。
[0006]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:提供一種雷達系統L波段收發機，所述收發機包括設置在晶片內部的接收通道、發射通道和設置在晶片外部的外圍電路；所述收發機中的接收機包括設置在接收通道內的數控衰減器、低噪聲放大器、下變頻混頻器、可變增壓放大器、中頻功率放大器和設置在外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、中頻帶通濾波器，接收機按照如下順序依次連接，設置在接收通道內的數控衰減器、外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、接收通道內的低噪聲放大器、接收通道內的下變頻混頻器、外圍電路中的中頻帶通濾波器、接收通道內的可變增壓放大器和中頻功率放大器；所述收發機中的發射機包括設置在接收通道內的上變頻混頻器、射頻緩衝器、輸出功率放大器和設置在外圍電路中的第二射頻帶通濾波器，發射機按照如下順序依次連接，設置在發射通道內的上變頻混頻器、發射通道內的射頻緩衝器、外圍電路中的第二射頻帶通濾波器和發射通道內的輸出功率放大器，在輸出功率放大器的輸出端並聯有輸出功率檢測器；在所述下變頻混頻器與上變頻混頻器之間連接有單刀雙擲開關。
[0007]優選的技術方案是，在所述輸出功率放大器上設有控制開關。
[0008]優選的技術方案還有，所述單刀雙擲開關的信號輸入端與設置在晶片外部的振蕩器連接，單刀雙擲開關的兩個信號輸出端分別通過本振緩衝器與下變頻混頻器與上變頻混頻器連接。
[0009]優選的技術方案還有，所述可變增壓放大器的增益為5dB?-10dB，增益的步進為IdB0
[0010]優選的技術方案還有，所述低噪聲放大器的電壓增益為13dB。
[0011]優選的技術方案還有，所述中頻功率放大器的電壓增益為21dB。
[0012]優選的技術方案還有，所述輸出功率放大器的功率增益為21dB。
[0013]優選的技術方案還有，所述下變頻混頻器的電壓增益為8dB。
[0014]優選的技術方案還有，所述晶片內部設有電源管理模塊。
[0015]本實用新型的優點及有益效果是，所述雷達系統L波段收發機採用晶片，將接收與發射通道集成為一體。其接收通道在晶片的內部集成了數控衰減器、低噪聲放大器、下變頻混頻器、可變增壓放大器、中頻功率放大器，完成對L波段射頻回波信號的下變頻；發射通道在晶片的內部集成了上變頻混頻器、射頻緩衝器、輸出功率放大器和輸出功率檢測器，完成對輸入中頻信號的上變頻處理。通過設置在晶片外部的少量元器件即可實現L波段射頻信號的接收和發射。所述雷達系統L波段收發機還具有體積小，功耗低，發熱量少，成本低廉等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型雷達系統L波段收發機的電路原理圖。
[0017]圖中:1-射頻輸入埠，2-數控衰減器，3-第一射頻帶通濾波器，4-低噪聲放大器，5-下變頻混頻器，6-中頻帶通濾波器，7-可變增壓放大器，8-中頻功率放大器，9-射頻輸出埠，10-中頻輸入埠，11-上變頻混頻器，12-射頻緩衝器，13-輸出功率放大器，14-輸出功率檢測器，15、第二射頻帶通濾波器，16-中頻輸出埠，17-開關，18-單刀雙擲開關，19-振蕩器，20-本振緩衝器。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型是一種雷達系統L波段收發機，所述收發機採用集成的晶片和外圍電路，整個收發機晶片包括接收通道和發射通道，收發機採用分時復用工作方式。L波段收發機中的接收機包括接收通道內的(DGC)數控衰減器2、外圍電路中的(RF_BPF1)第一射頻帶通濾波器3、接收通道內的(LNA)低噪聲放大器4、接收通道內的(Mixerl)下變頻混頻器5、外圍電路中的(IF_BPF)中頻帶通濾波器6、接收通道內的(VGA)可變增壓放大器7和(RX_PA)中頻功率放大器8。射頻輸入埠 I從數控衰減器2的輸入端引入，通過數控衰減器2提供可控功率增益後引出到片外第一射頻帶通濾波器3，濾波後信號又依次經過低噪聲放大器4進行放大和下變頻混頻器5的變頻。低噪聲放大器4提供13dB的電壓增益，下變頻混頻器5提供8dB電壓增益，並將1280?1400MHz射頻信號下變頻到130MHz，然後引出到晶片外部的中頻帶通濾波器6進行中頻濾波，用於抑制相鄰信道幹擾，然後再引入可變增益放大器7，下變頻混頻器5所需本振信號由晶片外部提供。可變增益放大器7能夠提供最高5dB，最低-1OdB的電壓增益，總共16dB的控制範圍，電壓增益的步進為IdB ；中頻功率放大器8提供21dB的電壓增益，輸出IdB壓縮點大於16dBm。從低噪聲放大器4的輸入端到中頻功率放大器8的輸出端的射頻輸出埠 9，其噪聲係數小於9dB。
[0019]L波段收發機中的發射機包括設置在發射通道內的(Mixer2)上變頻混頻器11、(RF_Amp)射頻緩衝器12、(TX_PA)輸出功率放大器13和(Error Indicator)輸出功率檢測器14，採用直接調製發射結構。將中頻輸入埠 10輸入到上變頻混頻器11，將信號從130MHz的中頻變頻到1280?1400MHz的射頻，同時提供_5dB的電壓增益。由晶片外部提供上變頻混頻器11所需的本振信號。射頻緩衝器12提供單位增益驅動晶片，發射通道外部的(RF_BPF2)第二射頻帶通濾波器15，信號經濾波後再進入輸出功率放大器13。輸出功率放大器13提供21dB的功率增益後，輸出中頻輸出埠 16，輸出IdB壓縮點為12dBm，並且在輸出功率放大器13上提供一路控制(SWl)開關17，用以實現發射通道的開啟與關閉，從而實現調製。在下變頻混頻器5與上變頻混頻器11之間連接有單刀雙擲開關18，所述單刀雙擲開關18的信號輸入端與設置在晶片外部的振蕩器19連接，單刀雙擲開關18的兩個信號輸出端分別通過本振緩衝器20與下變頻混頻器5與上變頻混頻器11連接。
[0020]在發射通道的輸出端並聯一個輸出功率檢測電路14，用以檢測輸出信號的功率，並轉化成相應的直流電平，所述電平與晶片外部所提供參考電壓比較，從而實現故障指示的功能。當檢測到信號功率大於OdBm時，輸出指示為TTL高電平，小於OdBm時輸出指示為TTL低電平。
[0021]晶片內部的各模塊均由電源管理模塊管理，電源管理模塊用於開關相應模塊。
[0022]本實用新型不限於上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本實用新型的構思和所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述收發機包括設置在晶片內部的接收通道、發射通道和設置在晶片外部的外圍電路；所述收發機中的接收機包括設置在接收通道內的數控衰減器、低噪聲放大器、下變頻混頻器、可變增壓放大器、中頻功率放大器和設置在外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、中頻帶通濾波器，接收機按照如下順序依次連接，設置在接收通道內的數控衰減器、外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、接收通道內的低噪聲放大器、接收通道內的下變頻混頻器、外圍電路中的中頻帶通濾波器、接收通道內的可變增壓放大器和中頻功率放大器；所述收發機中的發射機包括設置在接收通道內的上變頻混頻器、射頻緩衝器、輸出功率放大器和設置在外圍電路中的第二射頻帶通濾波器，發射機按照如下順序依次連接，設置在發射通道內的上變頻混頻器、發射通道內的射頻緩衝器、外圍電路中的第二射頻帶通濾波器和發射通道內的輸出功率放大器，在輸出功率放大器的輸出端並聯有輸出功率檢測器；在所述下變頻混頻器與上變頻混頻器之間連接有單刀雙擲開關。
2.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，在所述輸出功率放大器設有控制開關。
3.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述單刀雙擲開關的信號輸入端與設置在晶片外部的振蕩器連接，單刀雙擲開關的兩個信號輸出端分別通過本振緩衝器與下變頻混頻器與上變頻混頻器連接。
4.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述可變增壓放大器的增益為5dB?-10dB，增益的步進為ldB。
5.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述低噪聲放大器的電壓增益為13dB。
6.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述中頻功率放大器的電壓增益為21dB。
7.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述輸出功率放大器的功率增益為21dB。
8.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述下變頻混頻器的電壓增益為8dBo
9.如權利要求1所述的雷達系統L波段收發機，其特徵在於，所述晶片內部設有電源管理模塊。
【文檔編號】G01S7/285GK204228950SQ201420735376
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】萬佳, 趙新強, 李棟, 謝李萍, 萬彬 申請人:北京愛潔隆技術有限公司, 萬佳