内置微波信号状态数据回读的TR组件波控模块的制作方法

内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块
技术领域
1.本发明属于相控阵雷达技术领域，特别是一种内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块。


背景技术：

2.tr组件波控模块是现代相控阵雷达核心部件-tr组件的重要组成部分。其主要功能是接收并解析来自主控芯片的波控码，并经电平转换和信号放大，用以驱动射频芯片，实现微波信号的发射和接收。
3.如图1所示，现有tr组件波控模块通常包括接收电路、波控码处理电路和电平转换及驱动电路。接收电路的输入端与主控芯片相连，其输出端与波控码处理电路的输入端相连；电平转换及驱动电路的输入端与波控码处理电路的输出端相连，其输出端与射频芯片相连。接收电路与主控芯片进行通讯，接收主控芯片发送的波控码；波控码处理电路从接收电路中读取波控码，并对波控码进行解析，从中获取控制微波信号状态的信息；电平转换及驱动电路进行电平转换和信号放大，向射频芯片输出微波信号状态数据，以驱动射频芯片。电平转换及驱动电路向射频芯片输出的微波信号状态数据，包括工作状态、信号相位偏移值、信号幅度衰减量。工作状态通常为发射或接收之一。
4.理论上，射频芯片发射或接收的微波信号的状态数据是受主控芯片波控码控制的，与波控码希望射频芯片得到的微波信号状态数据应该是一致的。然而，由于信号传输、处理链路存在各种不确定性，射频芯片发射或接收的微波信号状态数据实际上如何，仅靠从波控码理论推断得到的数据是不尽可靠的。同时，在相控阵雷达实际运行、测试调试、故障排查等过程中，主控芯片往往需要查询tr组件的当前实际微波信号状态数据。根据图1所示的现有tr组件波控模块结构，无法满足实时获取真实、可靠的tr组件微波信号状态数据的要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块，可实时提供真实、可靠的微波信号状态数据。
6.实现本发明目的的技术解决方案为：一种内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块，包括：接收电路，用于与主控芯片通讯，接收主控芯片发送的波控码；波控码处理电路，用于从接收电路读取所述波控码，并对波控码进行解析，获取微波信号状态控制信息；电平转换及驱动电路，用于电平转换和信号放大，以驱动射频芯片；所述波控码处理电路的输入端与接收电路的输出端相连，其输出端与电平转换及驱动电路的输入端相连；接收电路的输入端用于与主控芯片相连；电平转换及驱动电路的输出端用于与射频芯片相连；还包括：状态数据采样电路，用于对电平转换及驱动电路输出的微波信号状态数据实时采样；回读控制电路，用于根据微波信号状态数据回读指令，从状态数据采样电路读
取微波信号状态数据；状态数据发送电路，用于将回读控制电路读取的微波信号状态数据发送给主控芯片；所述回读控制电路的数据输入端与状态数据采样电路的输出端相连，回读控制电路的数据输出端与状态数据发送电路的输入端相连，回读控制电路的指令接收端与波控码处理电路的回读控制输出端相连，状态数据发送电路的输出端与主控芯片的状态数据接收端相连。
7.本发明与现有技术相比，其显著优点为：可实时提供真实、可靠的的微波信号状态数据。本发明在tr组件波控模块内部设置了微波信号状态数据回读电路，主控芯片可随时根据需要，发送微波信号状态数据回读指令，得到从电平转换及驱动电路3输出的微波信号状态数据，此状态数据是tr组件实际发送或接收的微波信号的实际状态数据，真实、可靠。解决了现有技术无法实时获取真实、可靠的tr组件微波信号状态数据的问题。
8.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
9.图1是现有技术tr组件波控模块内部结构及其与主控芯片和射频芯片相连接的结构框图。
10.图2是本发明内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块的结构框图。
11.图3是本发明内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块的工作原理图。
12.图中，1 接收电路， 2 波控码处理电路，21输入端，22输出端，23 回读控制输出端，3 电平转换及驱动电路，31 ttl信号输入端，32 第二输出端，33 第一输出端，4 主控芯片，45 状态数据接收端，5 射频芯片，6 状态数据采样电路，7 回读控制电路，71数据输出端，72数据输入端，73指令接收端，8 状态数据发送电路。
具体实施方式
13.如图2所示，本发明内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块，包括接收电路1、波控码处理电路2和电平转换及驱动电路3。
14.所述波控码处理电路2的输入端21与接收电路1的输出端相连，其输出端22与电平转换及驱动电路3的输入端相连；接收电路1的输入端用于与主控芯片4相连；电平转换及驱动电路3的输出端用于与射频芯片5相连。
15.所述接收电路1，用于与主控芯片4进行通讯，接收主控芯片4发送的波控码；信号通讯形式可采用如spi、i2c或uart等的任何现有形式。
16.所述波控码处理电路2，用于从接收电路1中读取波控码，并对波控码进行解析，从中获取微波信号状态控制信息。
17.微波信号状态控制信息通常包括工作状态、相位偏移值、幅度衰减量。
18.工作状态分为接收和发射两种状态。
19.相位偏移值、幅度衰减量是根据整个雷达信号探测的需求对本组件的微波信号相位进行偏移和信号幅度进行衰减的量。是需求值，即希望达到的值。
20.作为本发明的改进，微波信号状态控制信息还可包括微波信号状态数据回读指
令。
21.所述电平转换及驱动电路3，用于电平转换和信号放大，以驱动射频芯片5。
22.通常，射频芯片5工作在负电压模式下，而主控芯片4发送的波控码是ttl信号。驱动射频芯片5的信号必须以负电压形式才能够驱动微波射频芯片。所以波控模块需要将正电压的ttl信号转换成同等含义的负电压驱动信号。经波控码处理电路2处理的ttl信号，经电平转换及驱动电路3的ttl信号输入端31输入，通过电平转换电路3将ttl转换成负电压信号，并将转换后的负电压信号进一步放大为足以驱动射频芯片5的电信号，经第一输出端33发送至射频芯片5。
23.本领域技术人员知道，主控芯片4不包含在tr组件内，通常是相控阵雷达波控机的组成部分。
24.如图2所示，作为对现有技术的重要改进，本发明内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块，还包括：状态数据采样电路6，用于对电平转换及驱动电路3输出的微波信号状态数据进行采样；回读控制电路7，用于根据微波信号状态数据回读指令，从状态数据采样电路6读取微波信号状态数据；状态数据发送电路8，用于将回读控制电路7读取的微波信号状态数据发送给主控芯片4；所述回读控制电路7的数据输入端72与状态数据采样电路6的输出端相连，回读控制电路7的数据输出端71与状态数据发送电路8的输入端相连，回读控制电路7的指令接收端73与波控码处理电路2的回读控制输出端23相连，状态数据发送电路8的输出端与主控芯片4的状态数据接收端45相连。
25.状态数据采样电路6的输入端与电平转换及驱动电路3的第二输出端32相连。电平转换及驱动电路3的第一输出端33用于与射频芯片5相连。电平转换及驱动电路3的第二输出端32与第一输出端33相连，从而使得从电平转换及驱动电路3的第二输出端32采样得到的数据与第一输出端33输出的数据相同。
26.所述微波信号状态数据包括工作状态、相位偏移值、幅度衰减量。
27.所述工作状态为接收态或发射态之一；当工作状态为接收态时，回读的微波信号状态数据同时包含相位偏移值和幅度衰减量；当工作状态为发射态时，回读的微波信号状态数据仅包含相位偏移值。
28.此处的微波信号状态数据为微波信号状态控制信息中的相应数据经由接收电路1、波控码处理电路2和电平转换及驱动电路3组成的链路传输、处理后的实际值。多数情况下两者应该是相同的。但当波控码传输、处理链路出现问题时，两者可能存在差异。因此，一方面可以通过此处的微波信号状态数据实现了解、查询微波信号状态，另一方面也可以通过比较两者是否存在差异，判断波控码传输、处理链路是否存在问题。
29.本发明内置微波信号状态数据回读的tr组件波控模块的工作原理如图3所示。
30.在图3中，波控模块接收并解析来自主控芯片4的波控码，并经电平转换和信号放大，用以驱动射频芯片5，实现微波信号的发射和接收。
31.当需要获取实际的微波信号状态数据时，主控芯片4发送的波控码中除了包含通常的工作状态、相位偏移值、幅度衰减量等微波信号状态控制信息外，还包含了微波信号状态数据回读指令。回读控制电路7根据波控码处理电路2从波控码中解析得到的微波信号状态数据回读指令，从状态数据采样电路6读取微波信号状态数据；并通过状态数据发送电路8发送给主控芯片4；状态数据采样电路6则实时对电平转换及驱动电路3输出的微波信号状态数据进行采样，并将采样数据存放在缓存中，便于回读控制电路7随时读取。
32.由于电平转换及驱动电路3的输出端直接与射频芯片5相连。采集电平转换及驱动电路3输出端的微波信号状态数据也就代表了射频芯片5的微波信号状态数据，数据真实、可靠。
33.本发明通过回读电平转换及驱动电路3输出的微波信号状态数据，包括实际输出的工作状态、相位偏移值、幅度衰减量，再与波控码包含的微波信号状态控制信息中的工作状态、相位偏移值、幅度衰减量相比较，从而可以判断波控码信号传输通路中是否存在问题。当波控码发送后，可以通过回读的数据判断后级射频芯片微波信号的物理状态是否与已发送的波控码一致，类似于一种自检功能，尤其适用于tr组件的调试、排故等。确保相控阵雷达能按照主控芯片的真实要求发射和接收的微波信号，提高雷达的探测精度。
34.其中，状态数据采样电路6、回读控制电路7和状态数据发送电路8可采用任何现有技术中具备相同功能的常规具体电路实现，以集成在原有的波控模块中。例如，江苏万邦微电子有限公司的某些型号的芯片就集成了微波信号状态数据回读功能的tr组件波控模块。实际使用表明其可以成功实现实时提供真实、可靠的微波信号状态数据。