本實(shí)用新型涉及雷達(dá)領(lǐng)域，特別是一種相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)收發(fā)單元。

背景技術(shù)：

在雙極化相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)工作對(duì)水平極化、垂直極化鏈路之間收發(fā)信號(hào)的相位和幅度相對(duì)誤差有非常高的要求，因此相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)每個(gè)收發(fā)單元水平極化、垂直極化鏈路之間的相位和幅度誤差進(jìn)行精確校準(zhǔn)，校準(zhǔn)過(guò)程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)。在傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中，由于不存在公共的檢測(cè)回路，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水平水平極化鏈路與垂直極化鏈路之間的相對(duì)誤差校準(zhǔn)，只能在生產(chǎn)過(guò)程通過(guò)人工實(shí)現(xiàn)一次性校準(zhǔn)，雷達(dá)系統(tǒng)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、自動(dòng)校準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種準(zhǔn)確度高、時(shí)間短的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)收發(fā)單元。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)收發(fā)單元，包括水平極化鏈路、垂直極化鏈路，所述水平極化鏈路包括水平極化發(fā)射鏈路和水平極化接收鏈路，所述垂直極化鏈路包括垂直極化發(fā)射鏈路和垂直極化接收鏈路，其特征在于，還包括控制器、定向耦合器單元、開(kāi)關(guān)矩陣單元，所述控制器分別與水平極化發(fā)射鏈路輸入端TH IN、水平極化接收鏈路輸出端RH OUT、垂直極化發(fā)射鏈路輸入端TV IN、垂直極化接收鏈路輸出端RV OUT和開(kāi)關(guān)矩陣單元連接，所述水平極化鏈路和垂直極化鏈路一端分別通過(guò)定向耦合器單元與開(kāi)關(guān)矩陣單元連接，所述開(kāi)關(guān)矩陣單元分別與水平極化鏈路和垂直極化鏈路另一端連接。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開(kāi)關(guān)矩陣單元包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)、第六開(kāi)關(guān)、第七開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)，所述第一開(kāi)關(guān)一端與水平極化發(fā)射鏈路輸入端TH IN連接，所述第二開(kāi)關(guān)一端與水平極化接收鏈路輸出端RH OUT連接，所述第三開(kāi)關(guān)一端與垂直極化發(fā)射鏈路輸入端TV IN連接，所述第四開(kāi)關(guān)一端與垂直極化接收鏈路輸出端連接RV OUT，所述第五開(kāi)關(guān)一端分別與第一開(kāi)關(guān)另一端、第二開(kāi)關(guān)另一端和第七開(kāi)關(guān)一端連接，所述第六開(kāi)關(guān)一端分別與第三開(kāi)關(guān)另一端、第四開(kāi)關(guān)另一端和第八開(kāi)關(guān)一端連接，所述控制器分別與第一開(kāi)關(guān)一端、第二開(kāi)關(guān)一端、第三開(kāi)關(guān)一端和第四開(kāi)關(guān)一端連接，所述第一開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)和第七開(kāi)關(guān)組成公共回傳鏈路。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述定向耦合器單元包括第一定向耦合器和第二定向耦合器，所述定向耦合器單元設(shè)置有耦合端和隔離端，所述第七開(kāi)關(guān)另一端分別與第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端連接，所述第八開(kāi)關(guān)另一端分別與第一定向耦合器和第二定向耦合器的隔離端連接。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水平極化鏈路包括第九開(kāi)關(guān)、數(shù)控衰減器、第一射頻放大器、數(shù)控移相器、第十開(kāi)關(guān)、第一放大器單元、第十一開(kāi)關(guān)和第二放大器單元，所述第十一開(kāi)關(guān)一端依次與第一放大器單元輸入端、第九開(kāi)關(guān)、數(shù)控衰減器、第一射頻放大器、數(shù)控移相器、第十開(kāi)關(guān)、第二放大器單元輸入端連接，所述十一開(kāi)關(guān)另一端與第一定向耦合器連接，所述垂直極化鏈路結(jié)構(gòu)與水平極化鏈路相同。

本實(shí)用新型的有益效果有：

本實(shí)用新型一種相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)收發(fā)單元，在傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)收發(fā)單元基礎(chǔ)上增加了定向耦合器，以及開(kāi)關(guān)矩陣。其中定向耦合器實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的采樣以及接收校準(zhǔn)信號(hào)注入；開(kāi)關(guān)矩陣為水平與垂直極化鏈路校準(zhǔn)過(guò)程提供公共回路，以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)水平極化與垂直極化鏈路校準(zhǔn)誤差小，準(zhǔn)確度高、時(shí)間短。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，其中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的收發(fā)單元結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的收發(fā)單元結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的收發(fā)單元發(fā)射誤差校準(zhǔn)過(guò)程原理圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的收發(fā)單元接收誤差校準(zhǔn)過(guò)程原理圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1和圖2，一種相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)收發(fā)單元，包括水平極化鏈路4、垂直極化鏈路5，所述水平極化鏈路4包括水平極化發(fā)射鏈路和水平極化接收鏈路，所述垂直極化鏈路5包括垂直極化發(fā)射鏈路和垂直極化接收鏈路，其特征在于，還包括控制器1、定向耦合器單元2和開(kāi)關(guān)矩陣單元3，所述控制器1分別與水平極化發(fā)射鏈路輸入端TH IN、水平極化接收鏈路輸出端RH OUT、垂直極化發(fā)射鏈路輸入端TV IN、垂直極化接收鏈路輸出端RV OUT和開(kāi)關(guān)矩陣單元3連接，所述水平極化鏈路4和垂直極化鏈路5一端分別通過(guò)定向耦合器單元2與開(kāi)關(guān)矩陣單元3連接，所述開(kāi)關(guān)矩陣單元3分別與水平極化鏈路4和垂直極化鏈路5另一端連接。

所述開(kāi)關(guān)矩陣單元3包括第一開(kāi)關(guān)31、第二開(kāi)關(guān)32、第三開(kāi)關(guān)33、第四開(kāi)關(guān)34、第五開(kāi)關(guān)35、第六開(kāi)關(guān)36、第七開(kāi)關(guān)37和第八開(kāi)關(guān)38，所述第一開(kāi)關(guān)31一端與水平極化發(fā)射鏈路輸入端TH IN連接，所述第二開(kāi)關(guān)32一端與水平極化接收鏈路輸出端RH OUT連接，所述第三開(kāi)關(guān)33一端與垂直極化發(fā)射鏈路輸入端TV IN連接，所述第四開(kāi)關(guān)34一端與垂直極化接收鏈路輸出端連接RV OUT，所述第五開(kāi)關(guān)35一端分別與第一開(kāi)關(guān)31另一端、第二開(kāi)關(guān)32另一端和第七開(kāi)關(guān)37一端連接，所述第六開(kāi)關(guān)36一端分別與第三開(kāi)關(guān)33另一端、第四開(kāi)關(guān)34另一端和第八開(kāi)關(guān)38一端連接，所述控制器1分別與第一開(kāi)關(guān)31一端、第二開(kāi)關(guān)32一端、第三開(kāi)關(guān)33一端和第四開(kāi)關(guān)34一端連接，所述第一開(kāi)關(guān)31、第五開(kāi)關(guān)35和第七開(kāi)關(guān)37組成公共回傳鏈路。

所述定向耦合器單元2包括第一定向耦合器21和第二定向耦合器21，所述定向耦合器單元2設(shè)置有耦合端和隔離端，所述第七開(kāi)關(guān)37另一端分別與第一定向耦合器21和第二定向耦合器21的耦合端連接，所述第八開(kāi)關(guān)38另一端分別與第一定向耦合器21和第二定向耦合器22的隔離端連接。所述水平極化鏈路4包括第九開(kāi)關(guān)41、數(shù)控衰減器42、第一射頻放大器43、數(shù)控移相器44、第十開(kāi)關(guān)45、第一放大器單元46、第十一開(kāi)關(guān)47和第二放大器單元48，所述第十一開(kāi)關(guān)47一端依次與第一放大器單元46輸入端、第九開(kāi)關(guān)41、數(shù)控衰減器42、第一射頻放大器43、數(shù)控移相器44、第十開(kāi)關(guān)45、第二放大器單元48輸入端連接，所述十一開(kāi)關(guān)47另一端與第一定向耦合器21連接，所述垂直極化鏈路5結(jié)構(gòu)與水平極化鏈路4相同。

進(jìn)一步參考圖3，水平極化、垂直極化發(fā)射鏈路誤差校準(zhǔn)時(shí)信號(hào)流程：水平極化信號(hào)通過(guò)水平極化鏈路輸入端TH PORT進(jìn)入水平極化鏈路，經(jīng)過(guò)第九開(kāi)關(guān)41、數(shù)控衰減器42、第一射頻放大器43、數(shù)控移相器44、第十開(kāi)關(guān)45、第十一開(kāi)關(guān)47和第二放大器單元48，后通過(guò)射頻連接器連接至水平極化天線，所述第二放大器48包括第一放大器和第二放大器；垂直極化信號(hào)通過(guò)垂直極化鏈路輸入端TV PORT進(jìn)入垂直極化鏈路，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)、數(shù)控衰減器、射頻放大器、數(shù)控移相器、開(kāi)關(guān)、射頻放大器、放大器和開(kāi)關(guān)和定向耦合器后通過(guò)射頻連接器連接至垂直極化天線。

本實(shí)施例中，控制器采用FPGA芯片，TH PORT水平極化信號(hào)與TV PORT垂直極化信號(hào)來(lái)自相同的FPGA芯片，因此輸入信號(hào)之間的幅度、相位相對(duì)誤差為確定值，可以有芯片進(jìn)行前期校準(zhǔn)。

誤差校準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)首先將開(kāi)關(guān)矩陣切換至水平極化發(fā)射鏈路，通過(guò)第一定向耦合器21采樣水平極化鏈路發(fā)射輸出信號(hào)，采樣信號(hào)經(jīng)過(guò)公共回傳鏈路（開(kāi)關(guān)矩陣和微帶線或帶狀線）回傳至解調(diào)系統(tǒng)，檢測(cè)出水平極化發(fā)射信號(hào)的幅度、相位值；然后控制開(kāi)關(guān)矩陣切換至垂直極化發(fā)射鏈路，通過(guò)第一定向耦合器21采樣垂直極化鏈路發(fā)射輸出信號(hào)，采樣信號(hào)經(jīng)過(guò)公共回傳鏈路（開(kāi)關(guān)矩陣和微帶線或帶狀線）回傳至解調(diào)系統(tǒng)，檢測(cè)出垂直極化發(fā)射信號(hào)的幅度、相位值。比較水平極化與垂直極化發(fā)射信號(hào)的幅度和相位得到的水平極化與垂直極化發(fā)射鏈路之間的幅度、相位相對(duì)誤差。發(fā)射誤差校準(zhǔn)系統(tǒng)采用相同的采樣、回傳鏈路，因此獲得的相對(duì)誤差具有很高的準(zhǔn)確度。

收發(fā)單元水平鏈路、垂直鏈路接收誤差校準(zhǔn)過(guò)程：如圖4所示，垂直極化鏈路V PORT、垂直極化鏈路H PORT分別連接垂直極化天線、水平極化天線。水平極化、垂直極化鏈路接收誤差過(guò)程：公共校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)TH PORT進(jìn)入收發(fā)單元，使公共校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣、定向耦合器注入水平極化接收鏈路，公共校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)第二定向耦合器22->第一放大器單元46、第一第九開(kāi)關(guān)41、數(shù)控衰減器42、第一射頻放大器43、數(shù)控移相器44、第十開(kāi)關(guān)45、第十一開(kāi)關(guān)47->RH PORT后，所述第一放大器單元46包括第一放大器、第二放大器 和第三放大器，進(jìn)入公共解調(diào)系統(tǒng)，解調(diào)檢測(cè)出水平極化接收信號(hào)的幅度、相位值；使公共校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣、第二定向耦合器22注入垂直極化鏈路，公共校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過(guò)定向耦合器->開(kāi)關(guān)->低噪聲放大器LNA->放大器->放大器->開(kāi)關(guān)->數(shù)控衰減器->放大器->數(shù)控移相器->開(kāi)關(guān)->RV PORT后，進(jìn)入公共解調(diào)系統(tǒng)，解調(diào)檢測(cè)出垂直極化接收信號(hào)的幅度、相位值；比較解調(diào)后的水平極化、垂直極化信號(hào)的幅度、相位值，得到水平極化鏈路、垂直極化鏈路幅度、相位的相對(duì)誤差。

以上所述，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式而已，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，只要其以任何相同或相似手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。