一种用于多波束DBF相控阵系统的数字T/R组件的制作方法

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种用于多波束dbf相控阵系统的数字t/r组件。

背景技术：

在现代雷达技术中，t/r组件作为相控阵雷达系统中的重要部件，主要完成雷达信号的接收和发射信号。传统的t/r组件仅进行接收信号的低噪声放大输出和发射信号的功率放大经环行器至天线口，其中不包含频率变换功能，没有频率源，电路设计较为简单和单一。

随着数字电路的高速发展，基于多波束dbf（digitalbeamforming，数字波束合成）相控阵的雷达系统以其更高的可靠性和系统可控性等优点得到了更加广泛的应用。但是，多波束dbf相控阵系统的数字t/r组件也更加复杂，由于加入了信号源和频率变换功能，使得系统的设计更为繁琐。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于多波束dbf相控阵系统的数字t/r组件，其能够实现多路射频载波信号通过一组收发通道进行发射和接收，具有集成度高的特点，并能够提高整个系统的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于多波束dbf相控阵系统的数字t/r组件，包括功分电路、滤波电路、射频前端电路以及多个对应于不同频段的变频电路，所述功分电路具有一个合路端口以及多个分路端口，所述分路端口与所述变频电路一一对应连接，所述合路端口与所述滤波电路的一个输入输出端口连接，所述滤波电路的另一个输入输出端口与所述射频前端电路的一个端口连接，所述射频前端电路的另一个端口用于与相控阵系统的天线相连接；

发射信号时，所述变频电路各自接收一路中频信号，将中频信号变频到射频信号，并送给功分电路；所述功分电路将多路射频信号合为一路信号，并送给滤波电路；所述滤波电路滤除信号中的带外杂散，并将处理后的信号送给射频前端电路；所述射频前端电路将携带有多路载波的射频信号放大后经环行器通过天线辐射至自由空间；

接收信号时，所述射频前端电路将从自由空间接收的带有多路载波的射频信号经环行器接收后进行放大，并输出至所述滤波电路；所述滤波电路滤除信号中的带外杂散，并将处理后的信号送给功分电路；所述功分电路将多路载波射频信号进行等功率分配，并分别输出给对应的变频电路；各变频电路将接收到的射频信号变频至相应的中频信号并输出。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1、本发明包含多个变频电路，可以将多路不同频率的中频信号上变频至不同的射频频率，而后经过射频收发通道实现多路射频载波信号通过一组天线的接收与发射，具备多目标通信的能力。

2、本发明中的多路变频电路可分别接收一个本振信号，通过改变本振信号，可以实现跳频功能。

3、本发明实现了多路射频载波信号通过一组收发通道发射和接收信号的结构形式，减小了设备体积，并且增加了雷达通信的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的一个原理方框图。

图2为本发明实施例的另一个原理方框图。

图3为图2的电路原理图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

如图1所示，一种用于多波束dbf相控阵系统的数字t/r组件，包括功分电路、滤波电路、射频前端电路以及多个对应于不同频段的变频电路，所述功分电路具有一个合路端口以及多个分路端口，所述分路端口与所述变频电路一一对应连接，所述合路端口与所述滤波电路的一个输入输出端口连接，所述滤波电路的另一个输入输出端口与所述射频前端电路的一个端口连接，所述射频前端电路的另一个端口用于与相控阵系统的天线相连接。

发射信号时，所述变频电路各自接收一路中频信号if1～ifn，将中频信号变频到射频信号，并送给功分电路；所述功分电路将多路射频信号合为一路信号，并送给滤波电路；所述滤波电路滤除信号中的带外杂散，并将处理后的信号送给射频前端电路；所述射频前端电路将携带有多路载波的射频信号放大后经环行器通过天线辐射至自由空间。

接收信号时，所述射频前端电路将从自由空间接收的带有多路载波rf1～rfn的射频信号经环行器接收后进行放大，并输出至所述滤波电路；所述滤波电路滤除信号中的带外杂散，并将处理后的信号送给功分电路；所述功分电路将多路载波射频信号进行等功率分配，并分别输出给对应的变频电路；各变频电路将接收到的射频信号变频至相应的中频信号并输出。

图2和图3所示为一种更加具体的数字t/r组件，其包括两个变频电路。图3中的电路符号均为标准符号，其含义为本领域技术人员所公知，此处不再赘述。

具体来说，变频电路1和变频电路2的低频端口分别与外部输入的中频信号if1、if2相连接，其射频端口与功分电路的两个分路相连接；功分电路的合路端口与滤波电路的输入口相连接；滤波电路的输出口与射频前端电路的收发切换开关的主路口相连接；射频前端电路的环行器端口与外部天线相连接。

上述实施例中，变频电路1和变频电路2分别为两路不同频率的射频信号与两路中频信号提供了变频通道。其所在的相控阵系统工作于tdd模式。发射通道工作时，该t/r组件将两路不同频的中频信号上变频到两路不同频率、不同带宽的射频信号。接收通道工作时，该t/r组件将两路不同频率的射频信号下变频到不同频的中频信号。

该t/r组件的功分电路和滤波电路为两路中频信号提供合路通道，将两个不同频率的射频信号合并为一路射频信号，然后信号经过滤波电路滤除带外干扰形成一个宽带信号。在接收情况下，射频信号经过滤波电路和功分电路输出两路宽带射频信号，并分别输入给两个变频电路。

该t/r组件的射频前端电路为整个t/r组件分别提供接收低噪声放大和发射功率放大电路，并用于将包含两种载波信息的射频信号通过一个t/r组件的单个天线发射到自由空间。

此外，如图3所示，该t/r组件中两个变频电路的混频器分别接收一个本振信号lo1、lo2，通过改变本振信号，还可以实现跳频功能。

上述实施例的工作原理如下：

当组件工作于发射状态时，从外部送入t/r组件的两路不同频率的中频信号分别进入变频电路。在变频电路中，首先经过滤波器滤除子频带的带外干扰，而后送入变频器，上变频到射频频率，形成两路射频信号。然后，两路射频信号通过功分电路进行功率合成，再通过滤波电路滤除带外干扰，形成一个宽带的两个载波的射频信号。最后，在射频前端电路中，通过收发控制切换开关打通到发射通道，将该信号经过功率放大电路放大至一定的输出电平后，通过环行器输出至天线。

当组件工作于接收状态时，天线同时接收到两个载波信号的射频信号，经过环行器送入射频前端电路进行低噪声放大。收发开关切换到接收通道后，射频载波信号从射频前端电路输出，经过滤波电路滤除带外杂波，并通过功分电路进行分路，输出给两路变频电路。变频电路将两路射频信号分别下变频至两路不同频率的中频信号，再经过两个不同的中频滤波器滤除输出两路中频信号。

总之，本发明通过将多路不同的中频信号分别变频到不同的射频载波上，然后合并多个载波，从而实现通过同一个天线进行信号的发射和接收。该t/r组件可应用于多波束dbf相控阵系统中，能够同时发射和接收多种不同载波、不同信号带宽的射频信号，从而使相控阵系统的矩阵式更为高效，并可实现多目标通信的信道传输方式。