基于多功能芯片架构的高集成度收发组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高集成度收发组件。其目的是为了提供一种结构简单、操控方便、体积小的基于多功能芯片架构的高集成度收发组件。本实用新型包括环行器、隔离器、限幅器和多功能芯片。环行器的信号端接入天线端口，环行器的信号输出端与隔离器的信号输入端连接，隔离器的信号输出端与限幅器的信号输入端连接，限幅器的信号输出端与低噪声放大器的信号输入端连接，低噪声放大器的信号输出端与多功能芯片的信号输入端连接，多功能芯片的信号输出端与第一功率放大器的信号输入端连接，第一功率放大器的信号输出端与第二功率放大器的信号输入端连接，第二功率放大器的信号输出端与环行器的信号输入端连接。多功能芯片的公共端接入收发组件的激励端口。
【专利说明】
基于多功能芯片架构的高集成度收发组件
技术领域
[0001]本实用新型涉及射频收发领域，特别是涉及一种基于多功能芯片架构的高集成度收发组件。
【背景技术】
[0002]现代有源相控阵雷达技术中，收发组件是关键部件之一，其设计的好坏在很大程度上决定了雷达的成本和可靠程度。传统的单通道收发组件如图1所示，收发组件主要包括数字移相器P1、数字衰减器S1、限幅器L1、第一低噪声放大器A3、第二低噪声放大器A6、环行器Cl、隔离器Gl和收发开关，环行器Cl的信号端接入天线端口 X02G，环行器Cl的信号输出端与隔离器Gl的信号接收端连接，隔离器Gl的信号输出端通过限幅器LI与低噪声放大器A3的信号输入端连接，低噪声放大器A3的信号输出端与数字衰减器SI的信号输入端连接，数字衰减器SI的信号输出端与第二低噪声放大器A6的信号输入端连接，第二低噪声放大器A6的信号输出端依次通过收发开关Kl和数字移相器Pl后接入收发组件的激励端口 X01G。收发组件的激励端口 XOlG依次通过数字移相器Pl和收发开关Kl后与第一功率放大器Al的信号接收端连接，第一功率放大器Al的信号输出端与第二功率放大器A2的信号接收端连接，第二功率放大器A2的信号输出端通过环行器Cl与天线端口 X02G连接。这种单通道收发组件各部件之间都需要分立工作，控制电路复杂，收发组件本身的数控移相精度和数控衰减精度较差，收发组件间的幅度和相位一致性较大。如CN104362985A中公开的一种改进低噪声放大器结构的高精度TR组件，接收信号和发射信号按需要分两路完成，控制过程繁琐，电路结构复杂，而且这种电路的连接方式也必然会造成收发组件的尺寸和体积较大，在上一级系统集成和拆装维修过程中都存在诸多不便。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操控方便、体积小的基于多功能芯片架构的高集成度收发组件。
[0004]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，包括环行器、隔离器、限幅器、发射通道功率放大器和低噪声放大器，环行器的信号端接入天线端口，环行器的信号输出端依次通过隔离器和限幅器后与低噪声放大器的信号输入端连接，发射通道功率放大器的信号输出端与环行器的信号输入端连接，其中:还包括多功能芯片，多功能芯片又包括数控衰减器、数控移相器、第四功率放大器、第三功率放大器和多个收发开关，低噪声放大器的信号输出端与第四收发开关的第一不动端连接，第四收发开关的动端与数字衰减器的信号输入端连接，数字衰减器的信号输出端与第四功率放大器的信号输入端连接，第四功率放大器的信号输出端与数控移相器的信号输入端连接，数控移相器的信号输出端与第三功率放大器的信号输入端连接，第三功率放大器的信号输出端与第三收发开关的动端连接，第三收发开关的第一不动端与第一收发开关的第一不动端连接，第一收发开关的第二不动端与第四收发开关的第二不动端连接，第一收发开关的动端接入收发组件的激励端口，第三收发开关的第二不动端与发射通道功率放大器的信号输入端连接。
[0005]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其中所述第三收发开关与第一收发开关之间设置有第二收发开关，第二收发开关的第一不动端与第三收发开关的第一不动端连接，第二收发开关的动端与第一收发开关的第一不动端连接，第二收发开关的第二不动端接入零电势点。
[0006]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其中所述第二收发开关与零电势点之间设置有匹配电阻。
[0007]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其中所述第一收发开关、第二收发开关、第三收发开关和第四收发开关都为单刀双掷开关。
[0008]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其中所述发射通道功率放大器又包括第一功率放大器和第二功率放大器，第一功率放大器的信号输入端与第三收发开关的第二不动端连接，第一功率放大器的信号输出端与第二功率放大器的信号输入端连接，第二功率放大器的信号输出端与环行器的信号输入端连接。
[0009]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其中所述基于多功能芯片架构的高集成度收发组件设置有长方体形外部壳体，外部壳体的长度、宽度和高度分别为85mm、18mm和8mm，外部壳体的材质为招娃合金。
[0010]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件与现有技术不同之处在于:本实用新型将分立的数控衰减器、数控移相器、第四功率放大器和第三功率放大器集成为一块多功能芯片，大大缩小了电路的尺寸，提高了组件的集成度，尺寸明显小于传统的收发组件，能够应用于小单元间距的天线平面。多功能芯片内部还设置有第一收发开关、第二收发开关、第三收发开关和第四收发开关，通过分别对控制各收发开关的状态进行控制，完成信号接收通道和信号发送通道的切换，简化了电路，在减小物理尺寸的同时使收发组件的工作过程更加合理化。数字衰减器和数控移相器对信号进行幅值和相位调整，保证了信号的精确度。本实用新型在进行两路切换工作过程中，实行分时调制，尽量减小两路通道间的电磁耦合，从而提高两路通道间的隔离度，保证两路通道的正常工作。
[0011]下面结合附图对本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件作进一步说明。
【附图说明】
[0012]图1为传统收发组件的电路结构框图；
[0013]图2为本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件的电路结构框图。
【具体实施方式】
[0014]如图2所示，为本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件的电路结构框图，包括环行器Cl、隔离器G1、限幅器L1、第一功率放大器Al、第二功率放大器A2、低噪声放大器A3和多功能芯片I，其中多功能芯片I又包括数控衰减器S1、数控移相器P1、第四功率放大器A5、第三功率放大器A4和多个收发开关。环行器Cl的信号端接入天线端口 X02G，环行器Cl的信号输出端与隔离器Gl的信号输入端连接，隔离器Gl的信号输出端与限幅器LI的信号输入端连接，限幅器LI的信号输出端与低噪声放大器A3的信号输入端连接，低噪声放大器A3的信号输出端与第四收发开关K4的第一不动端连接，第四收发开关K4的动端与数字衰减器SI的信号输入端连接，低噪声放大器A3发出的信号依次通过第四收发开关Κ4的第一不动端和第四收发开关Κ4的动端传输给数字衰减器SI。数字衰减器SI的信号输出端与第四功率放大器Α5的信号输入端连接，第四功率放大器Α5的信号输出端与数控移相器Pl的信号输入端连接，数控移相器Pl的信号输出端与第三功率放大器Α4的信号输入端连接，第三功率放大器Α4的信号输出端与第三收发开关Κ3的动端连接，第三收发开关Κ3的第一不动端与第二收发开关Κ2的第一不动端连接，第二收发开关Κ2的第二不动端接入零电势点GND，第二收发开关Κ2与零电势点GND之间设置有匹配电阻R，第二收发开关Κ2的动端与第一收发开关Kl的第一不动端连接，第一收发开关Kl的第二不动端与第四收发开关Κ4的第二不动端连接，第一收发开关Kl的动端接入收发组件的激励端口 X01G。第三收发开关Κ3的第二不动端与第一功率放大器Al的信号输入端连接，第一功率放大器Al的信号输出端与第二功率放大器Α2的信号输入端连接，第二功率放大器Α2的信号输出端与环行器Cl的信号输入端连接。第一收发开关Kl、第二收发开关Κ2、第三收发开关Κ3和第四收发开关Κ4都为单刀双掷开关。
[0015]本实用新型的一个实施例中设置有外部壳体，外部壳体为长方体形结构，外部壳体的长度为85mm、宽度为18mm、高度为8mm，外部壳体的材质为铝硅合金。
[0016]本实用新型的工作原理为:
[0017]在接收回波信号的过程中，天线接收到的回波信号从天线端口X02G输入，经过环行器Cl将信号转换到接收通道，隔离器Gl对反射信号进行消除，经过隔离器Gl的信号进入限幅器LI，限幅器LI对信号的幅值进行控制，限制幅值过高的信号通过，但是对正常的回波信号呈现低衰减态，能够有效的保证信号顺利通过后部的低噪声放大器A3，防止低噪声放大器A3由于天线异常、回波信号过强或者强干扰等情况造成的低噪声放大器A3过激励烧毁现象的发生。此时，第四收发开关K4的动端与第四收发开关K4的第一不动端连接，回波信号通过第四收发开关K4传输给数字衰减器SI，数字衰减器SI对回波信号的幅值进行等比例调整，再经过第四功率放大器A5放大后进入数控移相器Pl，数控移相器Pl对回波信号的相位进行调整，再经过第三功率放大器A4进行放大，此时，第三收发开关K3的动端与第三收发开关K3的第一不动端连接，第二收发开关K2的动端与第二收发开关K2的第一不动端连接，第一收发开关Kl的动端与第一收发开关Kl的第一不动端连接，最终，经过第三功率放大器A4放大的回波信号依次经过第三收发开关K3、第二收发开关K2和第一收发开关Kl后从收发组件的激励端口XOlG输出，此过程为本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件的接收信号的工作过程。
[0018]在发射激励信号的过程中，接收机发出的激励信号从收发组件的激励端口XOlG输入，此时，第二收发开关K2的动端与第二收发开关K2的第二不动端连接，第一收发开关Kl的动端与第一收发开关Kl的第二不动端连接，第四收发开关K4的动端与第四收发开关K4的第二不动端连接，激励信号依次经过第一收发开关Kl和第四收发开关K4传输给数字衰减器SI，数字衰减器SI对激励信号的幅值进行调整，再经过第四功率放大器A5放大后进入数控移相器P1，数控移相器Pl对激励信号的相位进行调整，再经过第三功率放大器A4进行放大，此时，第三收发开关K3的动端与第三收发开关K3的第二不动端连接，经过放大后的激励信号通过第三收发开关K3输出给第一功率放大器Al进行放大，经过第一功率放大器Al放大后的激励信号再经过第二功率放大器A2对信号进行再次放大，第二功率放大器A2对外输出大功率激励信号，最终，大功率激励信号通过环行器Cl转换到天线端口 X02G对外输入。
[0019]本实用新型基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，将分立的数控衰减器S1、数控移相器Pl、第四功率放大器A5和第三功率放大器A4集成为一块多功能芯片，大大缩小了电路的尺寸，提高了组件的集成度，尺寸明显小于传统的收发组件，能够应用于小单元间距的天线平面。多功能芯片内部还设置有第一收发开关K1、第二收发开关K2、第三收发开关K3和第四收发开关K4，通过分别对控制各收发开关的状态进行控制，完成信号接收通道和信号发送通道的切换，简化了电路，在减小物理尺寸的同时使收发组件的工作过程更加合理化。数字衰减器SI和数控移相器Pl对信号进行幅值和相位调整，保证了信号的精确度。本实用新型在进行两路切换工作过程中，实行分时调制，尽量减小两路通道间的电磁耦合，从而提高两路通道间的隔离度，保证两路通道的正常工作。本实用新型结构简单、操控方便、体积小，与现有技术相比具有明显的优点。
[0020]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，包括环行器(Cl)、隔离器(Gl)、限幅器(LI)、发射通道功率放大器和低噪声放大器(A3)，环行器(Cl)的信号端接入天线端口(X02G)，环行器(Cl)的信号输出端依次通过隔离器(Gl)和限幅器(LI)后与低噪声放大器(A3)的信号输入端连接，发射通道功率放大器的信号输出端与环行器(Cl)的信号输入端连接，其特征在于:还多功能芯片(I)，多功能芯片(I)又包括数控衰减器(SI)、数控移相器(Pl)、第四功率放大器(A5)、第三功率放大器(A4)和多个收发开关，低噪声放大器(A3)的信号输出端与第四收发开关(K4)的第一不动端连接，第四收发开关(K4)的动端与数字衰减器(SI)的信号输入端连接，数字衰减器(SI)的信号输出端与第四功率放大器(A5)的信号输入端连接，第四功率放大器(A5)的信号输出端与数控移相器(Pl)的信号输入端连接，数控移相器(Pl)的信号输出端与第三功率放大器(A4)的信号输入端连接，第三功率放大器(A4)的信号输出端与第三收发开关(K3)的动端连接，第三收发开关(K3)的第一不动端与第一收发开关(Kl)的第一不动端连接，第一收发开关(Kl)的第二不动端与第四收发开关(K4)的第二不动端连接，第一收发开关(Kl)的动端接入收发组件的激励端口(XOlG)，第三收发开关(K3)的第二不动端与发射通道功率放大器的信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其特征在于:所述第三收发开关(K3)与第一收发开关(Kl)之间设置有第二收发开关(K2)，第二收发开关(K2)的第一不动端与第三收发开关(K3)的第一不动端连接，第二收发开关(K2)的动端与第一收发开关(Kl)的第一不动端连接，第二收发开关(K2)的第二不动端接入零电势点(GND)。3.根据权利要求2所述的基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其特征在于:所述第二收发开关(K2)与零电势点(GND)之间设置有匹配电阻(R)。4.根据权利要求2所述的基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其特征在于:所述第一收发开关(Kl)、第二收发开关(K2)、第三收发开关(K3)和第四收发开关(K4)都为单刀双掷开关。5.根据权利要求1所述的基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其特征在于:所述发射通道功率放大器又包括第一功率放大器(Al)和第二功率放大器(A2)，第一功率放大器(Al)的信号输入端与第三收发开关(K3)的第二不动端连接，第一功率放大器(Al)的信号输出端与第二功率放大器(A2)的信号输入端连接，第二功率放大器(A2)的信号输出端与环行器(Cl)的信号输入端连接。6.根据权利要求1所述的基于多功能芯片架构的高集成度收发组件，其特征在于:所述基于多功能芯片架构的高集成度收发组件设置有长方体形外部壳体，外部壳体的长度、宽度和高度分别为85mm、18mm和8mm，外部壳体的材质为招娃合金。
【文档编号】G01S7/28GK205450259SQ201620276905
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】彭高森, 季飞, 周演飞, 满海峰, 金家富, 彭天杰
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所