一种固态64通道收发组件的制作方法

本发明实施例涉及通信组件领域，特别涉及一种固态64通道收发组件。

背景技术

收发组件是无线收发系统内中频处理系统与天线之间的部分，也是有源相控阵雷达的关键部分。收发组件决定了整部雷达的成本、可生产性和系统性能。

随着微波技术的发展，新型的t/r组件采用了高度集成的组装、封装技术，具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低等优点，但是高密度的组装虽然降低了成本、质量和体积，却导致工作温度较高，工艺难度大，电路间的隔离性能降低。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种固态64通道收发组件。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种固态64通道收发组件，包括四个收发模块，每个收发模块为16通道收发组件，一个通道对应一个天线端口；

每个收发模块包括射频电路和控制电路，控制电路与射频电路连接，射频电路用于对发射信号进行驱动放大和末级饱和放大、以及对天线端口接收到的信号进行低噪声放大；

其中，四个收发模块按每行2个每列2个的方式设置在htcc基板上，控制电路设置在htcc基板上，控制电路在射频电路的下方；

htcc基板的上方设置有上隔框，htcc基板的下方设置有下隔框，上隔框和下隔框用于分隔收发模块。

可选的，在每个收发模块，射频电路包括16个接收支路和16个发射支路，一个接收支路与一个发射支路构成一个发射接收通道；

发射支路包括驱动放大器和高功率放大器，驱动放大器的输入端与单刀双掷开关连接，驱动放大器的输出端与高功率放大器的输入端连接，高功率放大器的输出端与环形器连接；

接收支路包括限幅器和两级低噪声放大器，限幅器的输入端与环形器连接，限幅器的输出端与低噪声放大器连接，低噪声放大器与单刀双掷开关的一端连接；

单刀双掷开关与一分十六功分网络连接，一分十六功分网络与射频输入端口连接，环形器与天线端口连接。

可选的，控制电路包括可编程逻辑器件、电源电路、时序电路、脉冲调制电路和温度控制电路；

电源电路、温度控制电路、时序电路分别与可编程逻辑器件连接，可编程逻辑器件、电源电路分别与脉冲调制电路连接，脉冲调制电路与射频电路连接；

电源电路包括负压监视电路和电源调整电路，负压监视电路用于在电源异常时关闭电源，电源调整电路用于保证射频电路的供电稳定性；

时序电路用于对输入的发射脉冲信号和接收脉冲信号进行延时处理，并发送至可编程逻辑器件；

可编程逻辑器件用于时序电路的输出信号进行处理，得到发射脉冲信号和接收脉冲信号；

脉冲调制电路包括发射脉冲调制电路和接收脉冲调制电路，脉冲调制电路用于接收发射脉冲信号和接收脉冲信号、控制射频电路中发射支路和接收支路的分时上电和开关收发切换；

温度控制电路用于实时监测收发组件的温度；

其中，温度控制电路包括温度控制芯片，温度控制芯片与可编程逻辑器件连接；

发射脉冲调制电路和接收脉冲调制电路中分别包括场效应管，场效应管与可编程逻辑器件连接；

时序电路包括时序控制芯片，时序控制芯片与可编程逻辑器件连接；

负压监视电路包括第一二极管、第二二极管、三极管、第一电阻和第二电阻，第一二极管的正极接第一电压，第二二极管的正极通过第一电阻接第二电压，第一二极管的负极与第二二极管的负极连接，第一二极管和第一二极管的公共端与三极管的基极连接，三极管的集电极通过第二电阻接第二电压；

电源调整电路包括两个稳压芯片，第二电阻和三极管的公共端与两个稳压芯片分别连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该固态64通道收发组件包括4个收发模块，4个收发模块以2×2方式设置在htcc基本上，htcc基板的上方和下方设置有隔板，每个收发模块为16通道收发组件，一个通道对应一个天线端口，每个收到模块包括射频电路和控制电路，射频电路用于发射脉冲信号和接收信号，控制电路用于控制固体64通道收发组件的收发切换工作、负压监测、电源保护、逻辑时序控制功能等，解决了现有的收发组件散热困难、通道间隔性能低的问题，达到了提高通道间的间隔性、提高可靠性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种固态64通道收发组件的正面示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种固态64通道收发组件的背面示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种固态64通道收发组件的局部结构示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种收发模块的原理示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种一分十六功分网络的示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种控制电路的原理示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种电源电路的示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的一种时序电路的示意图；

图9是根据一示例性实施例示出的一种脉冲调制电路的示意图；

图10是根据一示例性实施例示出的一种温度控制电路的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种固态64通道收发组件，包括四个收发模块，每个收发模块为16通道收发组件，一个通道对应一个天线端口。如图1所示，该固态64通道收发组件的正面具有64个辐射单元31。

每个收发模块包括射频电路和控制电路，控制电路与射频电路连接。

射频电路用于对发射信号进行驱动放大和末级饱和放大、以及对天线端口接收到的信号进行低噪声放大。

射频电路包括发射支路和接收支路。

控制电路用于完成对固态64通道收发组件的负压监测、电源保护、电源稳压调整、逻辑时序控制。

其中，四个收发模块按每行2个每列2个的方式设置在htcc基板上。

如图2所示，每个收发模块上设置有射频输入端口41和连接器41。

可选的，四个收发模块按2×2形式焊接在金属衬板上，金属衬板用于htcc基板散热。

如图3所示，在每个收发模块，控制电路3在射频电路2的下方，射频电路2和控制电路3设置在htcc基板1上，htcc基板1的上方设置有上隔框4，htcc基板1的下方设置有下隔框5，上隔框和下隔框用于分隔收发模块。

htcc基板1上还设置有天线端口，天线端口中有连接器，天线设置在天线端口中的连接器上。

该固态64通道收发组件选取htcc板材，利用htcc腔体制作工艺，将htcc作为电路基板和封装外墙，每个收发单元采用片式结构，上下分腔，实现收发功能，完成多通道收发模块的高度集成，解决了现在多通道收发组件的电路间的间隔性能低、散热困难的问题。

在每个收发模块，射频电路包括16个接收支路和16个发射支路，一个接收支路和一个发射支路构成一个发射接收通道，一个发射接收通道与一个天线端口连接。

如图4所示，每个发射支路包括驱动放大器dra和高功率放大器hpa，驱动放大器dra的输入端与单刀双掷开关连接，驱动放大器dra的输出端与高功率放大器hpa的输入端连接，高功率放大器的输出端与环形器连接。

每个接收支路包括限幅器lmt和两级低噪声放大器lna1、lna2，限幅器lmt的输入端与环形器连接，限幅器的输出端与低噪声放大器lna1连接，低噪声放大器lna1与低噪声放大器lna2连接，低噪声放大器lna2与单刀双掷开关的一端连接。

单刀双掷开关与一分十六功分网络连接，一分十六功分网络与射频输入端口连接，环形器与天线端口连接。

每个收发模块包括一个一分十六功分网络。一分十六功分网络与每个发射接收通道中的开关连接。

如图5所示，利用wilknson功分器模型搭建一分十六功分器网络，包括微波集合口51和功分器输出端52，功分器输出端52与开关的输入端连接。

如图6所示，控制电路包括可编程逻辑器件、电源电路、时序电路、脉冲调制电路和温度控制电路。

电源电路、温度控制电路、时序电路分别与可编程逻辑器件连接，可编程逻辑器件、电源电路分别与脉冲调制电路连接。

脉冲调制电路与射频电路连接。具体地，每个发射接收通道中的驱动放大器dra、高功率放大器hpa、低噪声放大器lna与控制电路中的脉冲调制电路连接。

选通信号sel1-5、时钟信号clk、数据data、数据准备信号dary、接收脉冲信号tr、发射脉冲信号tp输入可编程逻辑器件。

可选的，可编程逻辑器件为cpld。

电源电路包括负压监视电路和电源调整电路，当组件内部电源未正常建立或负电源突发掉电即v1异常时，负压监视电路输出使能信号en，关闭正电源，调整电路的输出。

由于电源调整电路的关闭速度在微秒量级，负压监视电路输出的控制信号同时关闭提供给发射支路中放大器的调制电源，以加快关闭速度，从而实现固态64通道收发组件内部器件的保护。

如图7所示，负压监视电路包括第一二极管d7、第二二极管d5、三极管d10、第一电阻r3和第二电阻r4，第一二极管d7的正极接第一电压v1，第二二极管d5的正极通过第一电阻r3接第二电压v2，第一二极管d7的负极与第二二极管d5的负极连接，第一二极管d7和第一二极管d5的公共端与三极管d10的基极连接，三极管d10的集电极通过第二电阻r4接第二电压v2。

第一电压v1为负电压。

电源调整电路包括两个稳压芯片av1、av2，第二电阻和三极管的公共端与两个稳压芯片分别连接，负压监视电路输出的使能信号en输入两个稳压芯片。稳压芯片将v2、v3转化为v4、v5电压，保证射频电路中接收支路和发射支路放大器供电的稳定性。

时序电路用于对输入的发射脉冲信号和接收脉冲信号进行延时处理，并发送至可编程逻辑器件。

时序电路对发射脉冲信号和接收脉冲信号进行调整分析、完成对固态64通道收发组件的接收、发射、待机等状态的控制。

具体地，对输入的发射脉冲信号和接收脉冲信号进行延时处理，得到td信号和rd信号，将td信号和rd信号发送给可编程逻辑器件。如图8所示，时序电路包括时序控制芯片d1，时序控制芯片d1与可编程逻辑器件连接。

可编程逻辑器件将td信号和rd信号分别与tp信号相或、相与，将变换后的两个信号在于负压监测的使能信号en、温度控制电路的温度信号和待机信号stdi相与，得到发射脉冲信号tp-0和接收脉冲信号tr-0，以保证接收支路和发射支路分时工作的切换时间满足系统要和和固态64通道收发组件的正常安全工作。

脉冲调制电路包括发射脉冲调制电路和接收脉冲调制电路。脉冲调制电路用于接收发射脉冲信号tp-0和接收脉冲信号tr-0、控制射频电路中发射支路和接收支路的分时上电和开关收发切换，保证发射与接收状态的隔离，提高固态64通道收发组件的电源效率。

如图9所示，发射脉冲调制电路包括场效应管d12，接收脉冲调制电路包括场效应管d11。

温度控制电路用于实时监测固态64通道收发组件的温度。如图10所示，温度控制电路包括温度控制芯片，温度控制芯片与可编程逻辑器件连接。

温度控制芯片用于对固态64通道收发组件的温度进行实时监测，温度控制芯片将监测到的温度转换为二进制串码寄存在芯片内部，可编程逻辑器件向温度控制芯片发送时序信号sc和读写使能信号cs、读取串码信号si；可编程逻辑器件对读取到的温度信号进行处理，若可编程逻辑器件判断固态64通道收发组件的温度超过额定温度时，可编程逻辑器件将发送给脉冲调制电路的脉冲信号置为0，射频电路中接收支路和发射支路中的放大器芯片停止工作，起到温度保护作用。

本发明实施例提供的固态64通道收发组件的工作原理为：

在发射模式下，激励信号经过一分十六功分器传输至收发模块内各个收发通道中的射频端口，经过驱动放大器芯片和功放芯片放大后输出至天线端口；

在接收模式下，信号从天线端口输入，经过限幅器后通过两级低噪声放大器芯片二次放大输出，经过十六路共和器输出。

在发射模式或接收模式，当固态64通道收发组件外的控制器件发出时序信号和片选信号时，时序和片选信号经过固态64通道收发组件背面的连接器发送至可编程逻辑器件。

需要说明的是，图6至图10中不同芯片上标号相同的引脚相互连接。

需要说明的是：上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。