一种基于和差器的双通道发射机的制作方法

本发明属于航管二次雷达技术领域，特别涉及一种基于和差器的双通道发射机。

背景技术：

目前航空管制雷达系统(航管询问机)一般需要采用两个发射机或者一个双通道发射机。由此来实现对1030mhz载波射频信号调制编码(p1、p3发射到和通道、p2发射到差通道(或者控制通道))的分时放大，并且送到和通道天线以及差通道(或者控制通道)天线。

当采用一个双通道发射机时，则其内部包含两个发射硬件电路。换言之，现有的双通道发射机需要完整的两个硬件发射链路来实现p1、p3脉冲和p2脉冲的分时放大。这样带来了硬件复杂、成本高、模块尺寸大、可靠性不高等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种硬件简单、可靠性高的双通道发射机。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种基于和差器的双通道发射机，其包括第一和差器和第二和差器；

其中，所述第一和差器的输出和端口通过第一末级放大模块与所述第二和差器的输入差端口电连接，所述第一和差器的输出差端口通过第二末级放大模块与所述第二和差器的输入和端口电连接；

所述双通道发射机配置成，

当所述第一和差器的输入差端口输入激励信号时，所述第一和差器的输出和端口与输出差端口分别输出一组信号，该两组信号幅度相等、相位不同，在分别经过所述第一和第二末级放大模块放大后，分别输入所述第二和差器的输入差端口与输入和端口，由所述第二和差器进行功率合成，合成的信号由所述第二和差器的输出差端口输出提供给和天线，构成第一发射链路；

当所述第一和差器的输入和端口输入激励信号时，所述第一和差器的输出和端口与输出差端口分别输出一组信号，该两组信号幅度相等、相位相同，在分别经过所述第一和第二末级放大模块放大后，分别输入所述第二和差器的输入差端口与输入和端口，由所述第二和差器进行功率合成，合成的信号由所述第二和差器的输出和端口输出提供给差天线，构成第二发射链路。

优选地，还包括第一环形器、第一滤波器、第二环形器和第二滤波器；其中，

所述第二和差器的输出和端口连接所述第一环形器的输入端，所述第一环形器的第一输出端连接所述第一滤波器的输入端，所述第一滤波器的输出端连接所述差天线；

所述第二和差器的输出差端口连接所述第二环形器的输入端，所述第二环形器的第一输出端连接所述第二滤波器的输入端，所述第二滤波器的输出端连接所述和天线。

优选地，所述第一环形器的第二输出端连接差接收机，以构成差信号接收链路；所述第二环形器的第二输出端连接和接收机，以构成和信号接收链路。

优选地，所述第一和差器和第二和差器均为180°电桥。

优选地，所述第一和差器的输入差端口与输入和端口之间至少有20db的隔离。

优选地，所述第二和差器的输出和端口与输出差端口之间至少有20db的隔离。

优选地，所述第一和差器和第二和差器均为90°电桥。

优选地，所述第一末级放大模块和第二末级放大模块均由一末级放大器构成。

优选地，所述第一末级放大模块和第二末级放大模块均由功分器、末级放大器和合成器构成；

所述第一末级放大模块和第二末级放大模块配置为，

将输入信号通过功分器进行功分，将功分后的信号分别通过末级放大器进行放大，并将各放大后的信号通过合成器进行合成，以合成后的信号作为相应末级放大模块的输出信号。

优选地，所述功分器为二等分功分器。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明中的双通道发射机不需要完整的两个硬件发射链路，相比传统的发射机节省了接近一半的硬件成本，减小了发射机的体积尺寸和重量。且采用和差器来实现双通道分时切换，相比采用千瓦级的大功率开关来实现分时切换，提高了发射机的可靠性。采用本发明中的双通道发射机，可有效促进了二次雷达各分系统的小型化集成。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是本发明中的双通道发射机的系统结构示意图；

图2是根据本发明实施例一的双通道发射机的第一发射链路实现示意图；

图3是根据本发明实施例一的双通道发射机的第二发射链路实现示意图；

图4是根据本发明实施例二的双通道发射机的系统结构示意图；

图5是根据本发明实施例三的双通道发射机的系统结构示意图；

图6是根据本发明实施例三的双通道发射机的末级放大模块结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为实现对1030mhz载波射频信号调制编码(p1、p3发射到和通道、p2发射到差通道)的分时放大，并且将放大后的信号对应送到和天线(和通道天线)以及差天线(差通道天线)，本发明提出一种基于和差器的双通道发射机。该双通道发射机只含有一个硬件发射链路，发射链路中的放大链拆分成两路，以对射频大功率实现功率“拆分”并合成，从而最终实现双通道发射机的功能要求指标。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明中提出的基于和差器的双通道发射机100，其包括第一和差器110和第二和差器120；第一和差器110具有输入差端口111、输出和端口112、输入和端口113以及输出差端口114，第二和差器120具有输入差端口121、输出和端口122、输入和端口123以及输出差端口124；

其中，第一和差器的输出和端口112通过第一末级放大模块130与第二和差器的输入差端口121电连接，第一和差器的输出差端口114通过第二末级放大模块140与第二和差器的输入和端口123电连接；

双通道发射机100配置成，

当第一和差器的输入差端口111输入激励信号时(例如该激励信号为图1所示的和通道激励信号)，第一和差器的输出和端口112与输出差端口114分别输出一组信号，该两组信号幅度相等、相位不同，在分别经过第一和第二末级放大模块放大后，分别输入第二和差器的输入差端口121与输入和端口123，由第二和差器120进行功率合成，合成的信号由第二和差器的输出差端口124输出提供给和天线，构成第一发射链路；

当第一和差器的输入和端口112输入激励信号时(例如该激励信号为图1所示的差通道激励信号)，第一和差器的输出和端口112与输出差端口114分别输出一组信号，该两组信号幅度相等、相位相同，在分别经过第一和第二末级放大模块放大后，分别所述第二和差器的输入差端口121与输入和端口123，由第二和差器120进行功率合成，合成的信号由第二和差器的输出和端口122输出提供给差天线，构成第二发射链路。

作为一种优选，如图1所示，双通道发射机100还包括第一环形器150、第一滤波器160、第二环形器170和第二滤波器180；其中，

第二和差器的输出和端口122连接第一环形器150的输入端，第一环形器150的第一输出端连接第一滤波器160的输入端，第一滤波器160的输出端连接差天线；第二和差器的输出差端口124连接第二环形器170的输入端，第二环形器170的第一输出端连接第二滤波器180的输入端，第二滤波器180的输出端连接和天线。

进一步的，如图1所示，第一环形器150的第二输出端连接差接收机，以构成差信号接收链路；第二环形器170的第二输出端连接和接收机，以构成和信号接收链路。

下面以两个具体实施例对本发明中双通道发射器的第一、第二发射链路实现作进一步说明。

实施例一

实施例一中，第一和差器110和第二和差器120均为180°电桥。

实现第一发射链路的具体过程如图2所示。

第一和差器的输入差端口111输入和通道激励信号，由于是从第一和差器的输入差端口输入信号，基于和差器的特性，此时第一和差器的输入和端口113是隔离端口。具体的，作为一种优选，第一和差器的输入差端口111与输入和端口113之间至少有20db的隔离。

同样的，基于和差器的特性，第一和差器110对输入的激励信号进行等幅功分，即第一和差器的输出和端口112与输出差端口114分别输出一组信号，该两组信号为幅度相等、相位不同的功分信号。

具体的，在本实施例中，如图2所示，输出和端口112输出0°功分信号，输出差端口114输出180°功分信号。

0°功分信号通过第一末级放大模块130放大到相应功率，以得到0°放大信号；180°功分信号通过第二末级放大模块140放大到相应功率，以得到180°放大信号；之后0°放大信号、180°放大信号分别输入第二和差器的输入差端口121与输入和端口123，由第二和差器120进行功率合成。

基于和差器的特性，此时从第二和差器看，对于以上输入激励信号，输出和端口122为隔离端口，输出差端口124端口为功率合成端。第二和差器120对0°放大信号、180°放大信号进行功率合成，从输出差端口124将功率合成后的合成信号进行输出。其中，作为一种优选，第二和差器的输出和端口122与之间至少有20db的隔离。

如图2所示，第二和差器的输出差端口124输出的合成信号，经由第二环形器170、第二滤波器180传输至和天线，至此构成针对和通道激励信号的第一发射链路。

类似的，实现第二发射链路的具体过程如图3所示。

第一和差器的输入和端口113输入差通道激励信号，由于是从第一和差器的输入和端口113输入信号，基于和差器的特性，此时第一和差器的输入差端口111是隔离端口。

基于和差器的特性，第一和差器110对输入的激励信号进行等幅功分，即第一和差器的输出和端口112与输出差端口114分别输出一组信号，该两组信号为幅度相等、相位相同。

具体的，在本实施例中，如图3所示，输出和端口112输出0°的功分信号，输出差端口114同样输出0°的功分信号。

两组0°的功分信号分别通过第一末级放大模块130和第一末级放大模块140放大到相应功率，对应得到两组0°放大信号；之后两组0°放大信号、分别输入第二和差器的输入差端口121与输入和端口123，由第二和差器120进行功率合成。

基于和差器特性，此时从第二和差器120看，对于以上输入激励信号，输出差端口124为隔离端口，输出和端口122为功率合成端，从输出和端口122将两组0°放大信号功率合成后的合成信号输出。

如图3所示，第二和差器的输出和端口122输出的合成信号，经由第一环形器150、第一滤波器160传输至差天线，至此构成针对差通道激励信号的第二发射链路。

本实施例中通过一个硬件发射链路，基于两个180°电桥将发射链路中放大链拆分成两路以构成第一发射链路和第二发射链路，从而实现了双通道发射机的功能要求指标。

实施例二

如图4所示，为实施例二的系统结构示意图，其与实施例一的系统结构基本相同，不同的是实施例中第一和差器110和第二和差器120均为90°电桥。

而基于90°电桥和180°电桥的特性差别，结合本申请前文实施例一的叙述，本领域技术人员不难得出实例二中第一、第二发射链路的实现过程，这里就不再对实例二中第一、第二发射链路的实现进行详述了。

同样的，实施例二中通过一个硬件发射链路，基于两个90°电桥将发射链路中放大链拆分成两路以构成第一发射链路和第二发射链路，也实现了双通道发射机的功能要求指标。

实施例三

在实施例二中，第一末级放大模块110和第二末级放大模块120均由一末级放大器构成。而实施例三是在实施例二的基础上，将第一末级放大模块和第二末级放大模块通过等功率的功分和合成来实现，如图5所示。

具体的，如图6所示，第一末级放大模块和第二末级放大模块均由功分器、末级放大器和合成器构成；第一末级放大模块和第二末级放大模块配置为，

将输入信号通过功分器进行功分，将功分后的信号分别通过末级放大器进行放大，并将各放大后的信号通过合成器进行合成，以合成后的信号作为相应末级放大模块的输出信号。

作为一种优选，本实施例中功分器为二等分功分器。

本实施例中，末级放大模块采用等功率的功分和合成实现，同样也实现了双通道发射机的功能要求指标。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。