一種雷達(dá)系統(tǒng)l波段收發(fā)的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，所述收發(fā)機包括設(shè)置在芯片內(nèi)部的接收通道、發(fā)射通道和設(shè)置在芯片外部的外圍電路；其中接收機包括依次連接的設(shè)置在接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器、外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、接收通道內(nèi)的低噪聲放大器、接收通道內(nèi)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(nèi)的可變增壓放大器和中頻功率放大器；發(fā)射機包括依次連接的設(shè)置在發(fā)射通道內(nèi)的上變頻混頻器、發(fā)射通道內(nèi)的射頻緩沖器、外圍電路中的第二射頻帶通濾波器和發(fā)射通道內(nèi)的輸出功率放大器，在輸出功率放大器的輸出端并聯(lián)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(guān)。該收發(fā)機還具有體積小，功耗低，成本低廉特點。
【專利說明】一種雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉雷達(dá)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機。

【背景技術(shù)】
[0002]雷達(dá)收發(fā)機處于天線與基帶處理單元之間，是雷達(dá)通信系統(tǒng)必不可少的組成部分，廣泛應(yīng)用于軍事通信和民用通信。雷達(dá)接收機的作用是將天線上接收到的微弱高頻信號進(jìn)行濾波，將其從伴隨的噪聲和干擾中選擇出來，經(jīng)過預(yù)選、放大、變頻、濾波和解調(diào)等方式，使目標(biāo)發(fā)射回的射頻回波信號變成足夠幅度的中頻信號，供后續(xù)電路模塊使用。雷達(dá)發(fā)射機的作用是為雷達(dá)系統(tǒng)提供一個受到調(diào)制的大功率射頻信號，將低頻信號轉(zhuǎn)換成符合要求的射頻信號，通過天線輻射到空間，然后利用物體反射電磁波的特性確定目標(biāo)的距離、方位、高度和速度等參數(shù)。收發(fā)機性能的優(yōu)劣直接影響雷達(dá)系統(tǒng)的整體性能。
[0003]目前隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展，使得器件性能不斷提高、器件尺寸進(jìn)一步縮小，目前雷達(dá)收發(fā)機在設(shè)計和實現(xiàn)上逐漸趨向高性能、高集成度；同時，隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)對收發(fā)機的線性度、動態(tài)范圍、靈敏度等性能指標(biāo)提出了越來越苛刻的要求。現(xiàn)有的雷達(dá)收發(fā)機的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足上述需求，因此有必要設(shè)計一種新型的L波段雷達(dá)收發(fā)機。
[0004]中國專利申請?zhí)枮?201010152984.7的專利公開了一種L波段雷達(dá)接收機的射頻前端電路，包括二極管限幅器、收發(fā)開關(guān)、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(jīng)過二極管限幅器、收發(fā)開關(guān)、低噪聲放大器和射頻LC濾波器后送至下變頻混頻器變換為中頻信號，再經(jīng)過窄帶的聲表面波濾波器；最后經(jīng)可變增益放大器和中頻放大器輸出到A/D器。但該雷達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，制造成本高。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種集成度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小，制造成本低的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:提供一種雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，所述收發(fā)機包括設(shè)置在芯片內(nèi)部的接收通道、發(fā)射通道和設(shè)置在芯片外部的外圍電路；所述收發(fā)機中的接收機包括設(shè)置在接收通道內(nèi)的數(shù)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(shè)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(shè)置在接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器、外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、接收通道內(nèi)的低噪聲放大器、接收通道內(nèi)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(nèi)的可變增壓放大器和中頻功率放大器；所述收發(fā)機中的發(fā)射機包括設(shè)置在接收通道內(nèi)的上變頻混頻器、射頻緩沖器、輸出功率放大器和設(shè)置在外圍電路中的第二射頻帶通濾波器，發(fā)射機按照如下順序依次連接，設(shè)置在發(fā)射通道內(nèi)的上變頻混頻器、發(fā)射通道內(nèi)的射頻緩沖器、外圍電路中的第二射頻帶通濾波器和發(fā)射通道內(nèi)的輸出功率放大器，在輸出功率放大器的輸出端并聯(lián)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(guān)。
[0007]優(yōu)選的技術(shù)方案是，在所述輸出功率放大器上設(shè)有控制開關(guān)。
[0008]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述單刀雙擲開關(guān)的信號輸入端與設(shè)置在芯片外部的振蕩器連接，單刀雙擲開關(guān)的兩個信號輸出端分別通過本振緩沖器與下變頻混頻器與上變頻混頻器連接。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述可變增壓放大器的增益為5dB?-10dB，增益的步進(jìn)為IdB0
[0010]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述低噪聲放大器的電壓增益為13dB。
[0011]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述中頻功率放大器的電壓增益為21dB。
[0012]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述輸出功率放大器的功率增益為21dB。
[0013]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述下變頻混頻器的電壓增益為8dB。
[0014]優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述芯片內(nèi)部設(shè)有電源管理模塊。
[0015]本實用新型的優(yōu)點及有益效果是，所述雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機采用芯片，將接收與發(fā)射通道集成為一體。其接收通道在芯片的內(nèi)部集成了數(shù)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(fā)射通道在芯片的內(nèi)部集成了上變頻混頻器、射頻緩沖器、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(shè)置在芯片外部的少量元器件即可實現(xiàn)L波段射頻信號的接收和發(fā)射。所述雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機還具有體積小，功耗低，發(fā)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(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機的電路原理圖。
[0017]圖中:1-射頻輸入端口，2-數(shù)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-射頻輸出端口，10-中頻輸入端口，11-上變頻混頻器，12-射頻緩沖器，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-中頻輸出端口，17-開關(guān)，18-單刀雙擲開關(guān)，19-振蕩器，20-本振緩沖器。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型是一種雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，所述收發(fā)機采用集成的芯片和外圍電路，整個收發(fā)機芯片包括接收通道和發(fā)射通道，收發(fā)機采用分時復(fù)用工作方式。L波段收發(fā)機中的接收機包括接收通道內(nèi)的(DGC)數(shù)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(nèi)的(LNA)低噪聲放大器4、接收通道內(nèi)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(nèi)的(VGA)可變增壓放大器7和(RX_PA)中頻功率放大器8。射頻輸入端口 I從數(shù)控衰減器2的輸入端引入，通過數(shù)控衰減器2提供可控功率增益后引出到片外第一射頻帶通濾波器3，濾波后信號又依次經(jīng)過低噪聲放大器4進(jìn)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，并將1280?1400MHz射頻信號下變頻到130MHz，然后引出到芯片外部的中頻帶通濾波器6進(jìn)行中頻濾波，用于抑制相鄰信道干擾，然后再引入可變增益放大器7，下變頻混頻器5所需本振信號由芯片外部提供?？勺冊鲆娣糯笃?能夠提供最高5dB，最低-1OdB的電壓增益，總共16dB的控制范圍，電壓增益的步進(jìn)為IdB ；中頻功率放大器8提供21dB的電壓增益，輸出IdB壓縮點大于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端口 9，其噪聲系數(shù)小于9dB。
[0019]L波段收發(fā)機中的發(fā)射機包括設(shè)置在發(fā)射通道內(nèi)的(Mixer2)上變頻混頻器11、(RF_Amp)射頻緩沖器12、(TX_PA)輸出功率放大器13和(Error Indicator)輸出功率檢測器14，采用直接調(diào)制發(fā)射結(jié)構(gòu)。將中頻輸入端口 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。由芯片外部提供上變頻混頻器11所需的本振信號。射頻緩沖器12提供單位增益驅(qū)動芯片，發(fā)射通道外部的(RF_BPF2)第二射頻帶通濾波器15，信號經(jīng)濾波后再進(jìn)入輸出功率放大器13。輸出功率放大器13提供21dB的功率增益后，輸出中頻輸出端口 16，輸出IdB壓縮點為12dBm，并且在輸出功率放大器13上提供一路控制(SWl)開關(guān)17，用以實現(xiàn)發(fā)射通道的開啟與關(guān)閉，從而實現(xiàn)調(diào)制。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(guān)18，所述單刀雙擲開關(guān)18的信號輸入端與設(shè)置在芯片外部的振蕩器19連接，單刀雙擲開關(guān)18的兩個信號輸出端分別通過本振緩沖器20與下變頻混頻器5與上變頻混頻器11連接。
[0020]在發(fā)射通道的輸出端并聯(lián)一個輸出功率檢測電路14，用以檢測輸出信號的功率，并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的直流電平，所述電平與芯片外部所提供參考電壓比較，從而實現(xiàn)故障指示的功能。當(dāng)檢測到信號功率大于OdBm時，輸出指示為TTL高電平，小于OdBm時輸出指示為TTL低電平。
[0021]芯片內(nèi)部的各模塊均由電源管理模塊管理，電源管理模塊用于開關(guān)相應(yīng)模塊。
[0022]本實用新型不限于上述實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進(jìn)或變更，都不會超出本實用新型的構(gòu)思和所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述收發(fā)機包括設(shè)置在芯片內(nèi)部的接收通道、發(fā)射通道和設(shè)置在芯片外部的外圍電路；所述收發(fā)機中的接收機包括設(shè)置在接收通道內(nèi)的數(shù)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(shè)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(shè)置在接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器、外圍電路中的第一射頻帶通濾波器、接收通道內(nèi)的低噪聲放大器、接收通道內(nèi)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(nèi)的可變增壓放大器和中頻功率放大器；所述收發(fā)機中的發(fā)射機包括設(shè)置在接收通道內(nèi)的上變頻混頻器、射頻緩沖器、輸出功率放大器和設(shè)置在外圍電路中的第二射頻帶通濾波器，發(fā)射機按照如下順序依次連接，設(shè)置在發(fā)射通道內(nèi)的上變頻混頻器、發(fā)射通道內(nèi)的射頻緩沖器、外圍電路中的第二射頻帶通濾波器和發(fā)射通道內(nèi)的輸出功率放大器，在輸出功率放大器的輸出端并聯(lián)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(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，在所述輸出功率放大器設(shè)有控制開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述單刀雙擲開關(guān)的信號輸入端與設(shè)置在芯片外部的振蕩器連接，單刀雙擲開關(guān)的兩個信號輸出端分別通過本振緩沖器與下變頻混頻器與上變頻混頻器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述可變增壓放大器的增益為5dB?-10dB，增益的步進(jìn)為ldB。
5.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述低噪聲放大器的電壓增益為13dB。
6.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述中頻功率放大器的電壓增益為21dB。
7.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述輸出功率放大器的功率增益為21dB。
8.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述下變頻混頻器的電壓增益為8dBo
9.如權(quán)利要求1所述的雷達(dá)系統(tǒng)L波段收發(fā)機，其特征在于，所述芯片內(nèi)部設(shè)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(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】萬佳, 趙新強, 李棟, 謝李萍, 萬彬 申請人:北京愛潔隆技術(shù)有限公司, 萬佳