一种信号隔离器及雷达探测前端的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种信号隔离器及雷达探测前端。

背景技术：

随着电子技术不断的发展，雷达探测技术不断的运用到人们的日常生活中，例如：车辆过闸监测、内涝监测等，为了适应不同的环境需求，现有的雷达探测前端可以采用收发合一的方式，即雷达发射端和雷达接收端共用天线进行雷达信号的发送以及回波信号的接收，由于雷达发射端口和雷达接收端口相连，容易导致不必要的噪声引入，甚至引起雷达接收端饱和，进而导致雷达探测前端无法使用。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种信号隔离器及雷达探测前端，可以对收发合一中的雷达发射端口和雷达接收端口进行信号隔离，保证雷达探测前端的使用。

本实用新型实施例第一方面提供了一种信号隔离器，应用于雷达探测前端中，所述雷达探测前端包括第一雷达发射端口、第二雷达发射端口、雷达接收端口和天线端口，所述信号隔离器包括：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、功分器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；其中，

所述第一耦合器的第一端与所述第一雷达发射端口相连接，所述第一耦合器的第二端与所述功分器的第一输入端相连接，所述第一耦合器的第三端与所述第一电阻相连接，所述第一耦合器的第四端与所述第二耦合器的第二端相连接；

所述第二耦合器的第一端与所述第三耦合器的第四端相连接，所述第二耦合器的第二端与所述第一耦合器的第四端相连接，所述第二耦合器的第三端与天线端口相连接，所述第二耦合器的第四端与所述第二电阻相连接；

所述第三耦合器的第一端与所述功分器的第二输入端相连接，所述第三耦合器的第二端与所述第二雷达发射端口相连接，所述第三耦合器的第三端与所述第三电阻相连接，所述第三耦合器的第四端与所述第二耦合器的第一端相连接；

所述功分器的第一输入端与所述第一耦合器的第二端相连接，所述功分器的第二输入端与所述第三耦合器的第一端相连接，所述功分器的输出端与所述雷达接收端口相连接。

本实用新型实施例第二方面提供了一种雷达探测前端，包括第一雷达发射端口、第二雷达发射端口、雷达接收端口和天线端口，还包括：信号隔离器，所述信号隔离器包括：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、功分器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；其中，

所述第一耦合器的第一端与所述第一雷达发射端口相连接，所述第一耦合器的第二端与所述功分器的第一输入端相连接，所述第一耦合器的第三端与所述第一电阻相连接，所述第一耦合器的第四端与所述第二耦合器的第二端相连接；

所述第二耦合器的第一端与所述第三耦合器的第四端相连接，所述第二耦合器的第二端与所述第一耦合器的第四端相连接，所述第二耦合器的第三端与天线端口相连接，所述第二耦合器的第四端与所述第二电阻相连接；

所述第三耦合器的第一端与所述功分器的第二输入端相连接，所述第三耦合器的第二端与所述第二雷达发射端口相连接，所述第三耦合器的第三端与所述第三电阻相连接，所述第三耦合器的第四端与所述第二耦合器的第一端相连接；

所述功分器的第一输入端与所述第一耦合器的第二端相连接，所述功分器的第二输入端与所述第三耦合器的第一端相连接，所述功分器的输出端与所述雷达接收端口相连接。

在本实用新型实施例中，通过耦合器组、功分器与电阻的设计，实现了雷达发射端口向雷达接收端口的耦合电流相互抵消的过程，有效的提升了雷达发射端口与雷达接收端口的收发隔离度，保证了雷达探测前端的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种雷达探测前端的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种信号隔离器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的信号隔离器可以应用于收发合一方式的差分端口雷达探测前端中，对雷达发射端和雷达接收端的信号进行隔离的场景。下面将结合附图1对本实用新型实施例提供的雷达探测前端进行详细介绍。

请参见图1，为本实用新型实施例提供了一种雷达探测前端的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例的所述雷达探测前端1可以包括：信号隔离器 10、第一雷达发射端口20、第二雷达发射端口30、雷达接收端口40和天线端口50。

所述信号隔离器10分别与所述第一雷达发射端口20、所述第二雷达发射端口30、所述雷达接收端口40、所述天线端口50相连接，所述信号隔离器10与所述第一雷达发射端口20、所述第二雷达发射端口30、所述雷达接收端口40、所述天线端口50的连接关系为电连接关系。

雷达发射端的差分雷达信号的两路雷达信号分别经所述第一雷达发射端口 20和所述第二雷达发射端口30传输至所述信号隔离器10，可以理解的是，第一雷达发射端口20和所述第二雷达发射端口30接收到的差分雷达信号的相位差为180°，所述信号隔离器10将所述两路雷达信号耦合为一路雷达信号传输至所述天线端口50，由所述天线端口50所连接的天线将所述一路雷达信号投射至当前待监测的目标区域或目标对象等，同时所述信号隔离器10可以使得两路雷达信号在所述雷达接收端口40处抵消，避免雷达输出端的差分雷达信号对雷达接收端造成影响。

而当天线接收到目标区域或目标对象反射所述一路雷达信号所产生的单端回波信号时，所述单端回波信号经所述天线端口50传输至所述信号隔离器10，所述信号隔离器10将所述单端回波信号传输至所述雷达接收端口40，再由所述雷达接收端口40传输至雷达接收端，同时，所述信号隔离器10将所述单端回波信号传输至所述第一雷达发射端口20，再由所述第一雷达发射端口20传输至雷达发射端，由于单端回波信号的信号强度要比差分雷达信号的信号强度弱，因此第一雷达发射端口20接收到的单端回波信号不会对雷达发射端产生影响。

请一并参见图2，为本实用新型实施例提供了一种信号隔离器的结构示意图。如图2所示，本实用新型所示的信号隔离器10可以包括：第一耦合器11、第二耦合器12、第三耦合器13、功分器14、第一电阻15、第二电阻16和第三电阻 17。图2示出耦合器上的“1”、“2”、“3”和“4”分别表示各个耦合器的第一端、第二端、第三端和第四端，图2示出的功分器上的“1”、“2”和“3”分别表示功分器的第一输入端、第二输入端和输出端。

所述第一耦合器11的第一端与所述第一雷达发射端口20相连接，所述第一耦合器11的第二端与所述功分器14的第一输入端相连接，所述第一耦合器 11的第三端与所述第一电阻15相连接，所述第一耦合器11的第四端与所述第二耦合器12的第二端相连接；

所述第二耦合器12的第一端与所述第三耦合器13的第四端相连接，所述第二耦合器12的第二端与所述第一耦合器11的第四端相连接，所述第二耦合器12的第三端与天线端口50相连接，所述第二耦合器12的第四端与所述第二电阻16相连接；

所述第三耦合器13的第一端与所述功分器14的第二输入端相连接，所述第三耦合器13的第二端与所述第二雷达发射端口30相连接，所述第三耦合器 13的第三端与所述第三电阻17相连接，所述第三耦合器13的第四端与所述第二耦合器12的第一端相连接；

所述功分器14的第一输入端与所述第一耦合器11的第二端相连接，所述功分器14的第二输入端与所述第三耦合器13的第一端相连接，所述功分器14 的输出端与所述雷达接收端口40相连接。

需要说明的是，上述任一端间的连接关系均可以为电连接关系，具体可以采用微带线结构19相连。

当雷达探测前端处于雷达信号发射状态时，差分雷达信号的第一路雷达信号经所述第一雷达发射端口20传输至所述第一耦合器11的第一端，所述第一路雷达信号经所述第一耦合器11的第一端分为相互正交的第一路雷达子信号和第二路雷达子信号，即第一路雷达子信号和第二路雷达子信号的相位相差90°，所述第一路雷达子信号经所述第一耦合器11的第一端传输至所述第一耦合器11 的第三端，所述第一路雷达子信号经所述第一耦合器11的第三端传输至所述第一电阻15以进行消耗，所述第二路雷达子信号经所述第一耦合器11的第一端传输至所述第一耦合器11的第四端，所述第二路雷达子信号经所述第一耦合器 11的第四端传输至所述第二耦合器12的第二端；

差分雷达信号的第二路雷达信号经所述第二雷达发射端口30传输至所述第三耦合器13的第二端，所述第二路雷达信号经所述第三耦合器13的第二端分为相互正交的第三路雷达子信号和第四路雷达子信号，即第三路雷达子信号和第四路雷达子信号的相位相差90°，所述第三路雷达子信号经所述第三耦合器 13的第二端传输至所述第三耦合器13的第三端，所述第三路雷达子信号经所述第三耦合器13的第三端传输至所述第三电阻17以进行消耗，所述第四路雷达子信号经所述第三耦合器13的第二端传输至所述第三耦合器13的第四端，所述第四路雷达子信号经所述第三耦合器13的第四端传输至所述第二耦合器12 的第一端；

所述第二路雷达子信号和所述第四路雷达子信号分别经所述第二耦合器12 的第二端和所述第二耦合器12的第一端同相叠加传输至所述第二耦合器12的第三端，并经所述第二耦合器12的第三端传输至所述天线端口50；

所述第二路雷达子信号和所述第四路雷达子信号分别经所述第二耦合器12 的第二端和所述第二耦合器12的第一端反相传输至所述第三耦合器13的第四端以相互抵消，即第二路雷达子信号与第四路雷达子信号的相位相差180°；

所述第一路雷达信号产生的第一残余信号经所述第一耦合器11的第一端传输至所述第一耦合器11的第二端，由于第一耦合器11的第一端作为输入端，因此第一耦合器11的第二端为隔离端，第一路雷达信号仍然存在第一残余信号传输至第一耦合器11的第二端，所述第一残余信号经所述第一耦合器11的第二端传输至所述功分器14的第一输入端，所述第二路雷达信号产生的第二残余信号经所述第三耦合器13的第二端传输至所述第三耦合器13的第一端，由于第三耦合器13的第二端作为输入端，因此第三耦合器13的第一端为隔离端，第二路雷达信号仍然存在第二残余信号传输至第三耦合器13的第一端，所述第二残余信号经所述第三耦合器13的第一端传输至所述功分器14的第二输入端；

所述第一残余信号和所述第二残余信号分别经所述第一输入端和所述第二输入端反相传输至所述功分器14的输出端以相互抵消，即第一残余信号和所述第二残余信号的相位相差180°。

依据上述信号流走向的说明，从第一雷达发射端口20和第二雷达发射端口 30分别输入至信号隔离器的差分雷达信号可以从天线端口50输出，而在雷达接收端口40处相互抵消，有效的保证了发射的雷达信号不对雷达接收端造成影响，有效的提升了雷达发射端对雷达接收端的隔离度。

当雷达探测前端处于回波信号接收状态时，单端回波信号经所述天线端口 50传输至所述第二耦合器12的第三端，所述单端回波信号经所述第二耦合器 12的第三端分为相互正交的第一路回波信号和第二路回波信号，所述第一路回波信号经所述第二耦合器12的第三端传输至所述第二耦合器12的第二端，第二路回波信号经所述第二耦合器12的第三端传输至所述第二耦合器12的第一端，由于第二耦合器12的第三端作为输入端，因此第二耦合器12的第四端为隔离端，单端回波信号仍然存在残余信号传输至第二耦合器12的第四端，单端回波信号产生的残余信号经所述第二耦合器12的第三端传输至所述第二耦合器 12的第四端，并经所述第二耦合器12的第四端传输至第二电阻16以进行消耗；

所述第一路回波信号经所述第二耦合器12的第二端传输至所述第一耦合器 11的第四端，所述第一路回波信号经所述第一耦合器11的第四端分为相互正交的第一路回波子信号和第二路回波子信号，即第一路回波子信号与第二路回波子信号的相位相差90°，所述第一路回波子信号经所述第一耦合器11的第四端传输至所述第一耦合器11的第二端，所述第一路回波子信号经所述第一耦合器 11的第二端传输至所述功分器14的第一输入端，所述第二路回波子信号经所述第一耦合器11的第四端传输至所述第一耦合器11的第一端，由于第一耦合器 11的第四端作为输入端，因此第一耦合器11的第三端为隔离端，第一路回波子信号仍然存在残余信号传输至第一耦合器11的第三端，第一路回波子信号产生的残余信号经所述第一耦合器11的第四端传输至所述第一耦合器11的第三端，并经所述第一耦合器11的第三端传输至第一电阻15以进行消耗；

所述第二路回波信号经所述第二耦合器12的第一端传输至所述第三耦合器 13的第四端，所述第二路回波信号经所述第三耦合器13的第四端分为相互正交的第三路回波子信号和第四路回波子信号，即第三路回波子信号与第四路回波子信号的相位相差90°，所述第三路回波子信号经所述第三耦合器13的第四端传输至所述第三耦合器13的第二端，所述第四路回波子信号经所述第三耦合器 13的第四端传输至所述第三耦合器13的第一端，所述第四路回波子信号经所述第三耦合器13的第一端传输至所述功分器14的第二输入端，由于第三耦合器 13的第四端作为输入端，因此第三耦合器13的第三端为隔离端，第二路回波信号仍然存在残余信号传输至第三耦合器13的第三端，第二路回波信号产生的残余信号经所述第三耦合器13的第四端传输至所述第三耦合器13的第四端，并经所述第三耦合器13的第三端传输至第三电阻17以进行消耗；

所述第一路回波子信号和所述第四路回波子信号分别经所述第一输入端和所述第二输入端同相叠加传输至所述功分器14的输出端，并经所述输出端传输至所述雷达接收端口40。

需要说明的是，由于第二路回波子信号和所述第三路回波子信号的信号强度要比差分雷达信号的信号强度弱，因此第一耦合器11的第一端和第三耦合器 13的第二端接收到的信号不会对雷达发射端产生影响。

依据上述信号流走向的说明，从天线端口50输入至信号隔离器的单端回波信号可以从雷达接收端口40输出，而在第一雷达发射端口20和第二雷达发射端口30处不造成影响，有效的保证了回波信号的接收，进一步提升了雷达接收端与雷达接收端的隔离度。

进一步的，所述第一耦合器11、第二耦合器12和第三耦合器13均可以为定向耦合器，所述第一耦合器11、第二耦合器12、第三耦合器13和功分器14 可以延顺时针方向形成环形结构，可选的，所述信号隔离器还可以包括第四电阻18，所述第一输入端经所述第四电阻18与所述第二输入端相连接，所述第四电阻18用于减小第一输入端和第二输入端的微带线结构19之间的场耦合以及表面波。同时为了满足信号隔离器结构的紧凑性，所述第一耦合器11与第二耦合器12、第二耦合器12与第三耦合器13间的微带线结构19设计为1/4波长的 90°圆弧形，所述微带线结构19携带的电阻值优选为50欧姆，所述第一电阻 15、第二电阻16、第三电阻17和第四电阻18均为贴片电阻，所述第一电阻15、第二电阻16、第三电阻17和第四电阻18的电阻阻值均可以设置为50欧姆。

进一步的，所述第一耦合器11的第三端、第二耦合器12的第四端和第三耦合器13的第三端处的扇形微带线结构101具体可以为开路接地结构，以扩展带宽。

在本实用新型实施例中，通过耦合器组、功分器与电阻的设计，实现了雷达发射端口向雷达接收端口的耦合电流相互抵消的过程，有效的提升了雷达发射端口与雷达接收端口的收发隔离度，保证了雷达探测前端的使用。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。