一种具备高效校准功能的大功率收发前端电路的制作方法

本发明涉及电路，特别是一种具备高效校准功能的大功率收发前端电路。

背景技术：

1、目前，含通道校准功能大功率收发前端其实现方式主要有两种：体制一是采用大功率收发开关组合实现发射通道、接收通道及校正通道之间的切换，见图1所示；体制二是采用耦合器实现接收或发射通道的校准，见图2所示。大功率收发开关组合这种方式的优点是校准时开关的隔离度大，能够屏蔽外部信号对接收校准干扰，也能够屏蔽发射校准信号对外部环境的干扰，缺点是增加了一个大功率开关，插入损耗大，降低发射效率、增大了接收噪声系数；耦合器实现收发校准功能优点是结构简单，插入损耗小，对收发通道功能指标的影响较小，缺点是校准时不能够将外部环境与内部信号进行屏蔽，尤其是接收校准时天线接收到的干扰信号将会影响接收校准的正常进行。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种具备高效校准功能的大功率收发前端电路，解决了传统大功率收发前端相控阵应用时存在的诸多问题，可以在校准工作时降低外部环境的影响，且具有良好的可靠性、高发射效率、低噪声系数。

2、本发明公开了一种具备高效校准功能的大功率收发前端电路，其包括环行器、大功率发射单元、小信号接收单元、收发公共单元、校准电路单元；

3、所述收发公共单元通过所述大功率发射单元与所述环行器连接，以使所述收发公共单元接收的信号经所述大功率发射单元后，由所述环行器发射；

4、所述收发公共单元通过所述大功率发射单元与所述校准电路单元连接，以校准所述收发公共单元接收的信号；

5、所述环行器通过所述小信号接收单元与所述收发公共单元连接，以使所述环行器接收的信号经所述小信号接收单元传输至所述收发公共单元；

6、所述校准电路单元通过所述小信号接收单元与所述收发公共单元连接，以使所述校准电路单元接收的校准信号经所述小信号接收单元传输至所述收发公共单元。

7、进一步地，所述大功率发射单元包括第一匹配式spdt、第一电桥、第一功率放大器、第二功率放大器、第二电桥；

8、所述第一匹配式spdt的一个分支端口连接第一电桥的rfin1输入端，另一个分支端口连接第一电桥的rfin2输入端，其公共端口与所述收发公共电路单元中的第三匹配式spdt的分支端口相连接；

9、所述第一功率放大器和所述第二功率放大器的输入端分别连接第一电桥的两个输出端rfout1和rfout2，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器的输出端分别连接第二电桥的两个输入端rfin1和rfin2；第二电桥的一个输出端rfout1与环行器的一个端口连接，另一个输出端rfout2与所述校准电路单元中的第一功率衰减器连接。

10、进一步地，当工作在发射状态时，第一匹配式spdt的公共输入端与收发公共单元的输出端连接；其接收到的信号经第一匹配式spdt切换到第一电桥的端口rfin2，信号经端口rfin2进入第一电桥后，被分配成正交的两路信号，分别从第一电桥的输出端口rfout1和rfout2分别进入第一功率放大器和第二功率放大器，两路信号经功率放大后经第二电桥的输入端口rfin1和rfin2进入第二电桥，经电桥功率合成后的功率从第二电桥的输出端口rfout1输出，其后功率经环行器输出。

11、进一步地，当工作在发射校准状态时，第一匹配式spdt切换到第一电桥的端口rfin1，发射信号经第一电桥的端口rfin1进入第一电桥后，分别经过第一功率放大器和第二功率放大器进行放大后，从第二电桥的端口rfin1进入第二电桥，经合成的信号从第二电桥的输出端口rfout2输出，而后进入校准电路单元后输出。

12、进一步地，所述小信号接收单元包括第三电桥、第一限幅器、第二限幅器、第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、第四电桥、第二匹配式spdt；

13、所述第三电桥的一个输入端rfin2与环行器相连，另一输入端rfin2与所述校准电路单元中的第二功率衰减器相连接，所述第三电桥的两个输出端rfout1和rfout2分别与所述第一限幅器和所述第二限幅器的输入端相连接；

14、所述第一限幅器和所述第二限幅器的输出端分别通过所述第一低噪声放大器和所述第二低噪声放大器与所述第四电桥的两个输入端rfin1和rfin2连接；

15、所述第四电桥的两个输出端rfout1和rfout2分别连接所述第二匹配式spdt的分支端口；所述第二匹配式spdt的公共端口与所述收发公共电路单元中的第三匹配式spdt的分支端口连接。

16、进一步地，当工作在接收状态时，所述收发公共单元中的第三匹配式spdt切换到所述小信号接收单元，此时被天线接收到的射频信号经所述环行器进入所述小信号接收单元，首先经输入端口rfin2进入第三电桥后，信号被分配成正交的两路信号分别经第一限幅器和第二限幅器后进入第一低噪声放大器和第二低噪声放大器，经过低噪声放大后的两路正交信号分别由第四电桥的输入端口rfin1和rfin2进入第四电桥，信号合成后经第四电桥的输出端口rfout1输出，第二匹配式spdt切换到第三电桥的rfout1端口，最后信号经第二匹配式spdt的公共端输出，进入所述收发公共电路后输出。

17、进一步地，所述校准电路单元包括第一功率衰减器、第二功率衰减器和第四匹配式spdt；

18、所述第一功率衰减器的输入端与所述大功率发射单元中的第二电桥的输出端口rfout2连接；所述第一功率衰减器的输出端和所述第二功率衰减器的输入端分别与所述第四匹配式spdt的两个分支端口连接；

19、所述第四匹配式spdt的公共端口为所述校准电路单元的公共端口。

20、进一步地，当工作在接收校准状态时，接收的校准信号由所述校准电路单元的公共端口进入，第四匹配式spdt切换到所述小信号接收单元，校准信号经过所述校准电路单元中的第二功率衰减器后由第三电桥的输入端rfin1进入所述小信号接收单元后，最终由所述收发公共单元输出。

21、进一步地，所述收发公共单元包括依次连接的移相衰减电路和第三匹配式spdt；

22、所述移相衰减电路用于接收待发射的信号并对其进行衰减，并将衰减后的信号传输至所述第三匹配式spdt；

23、所述第三匹配式spdt通过其公共输入端接收衰减后的信号，并将该信号传输至所述大功率发射单元中的第一匹配式spdt。

24、进一步地，所述大功率发射单元中的第一电桥和第二电桥以及所述小信号单元中的第三电桥和第四电桥均采用3db 90°度电桥；所述大功率发射单元中的第一功率放大器和第二功率放大器均采用固态功率放大器。

25、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

26、本发明的大功率收发前端电路工作在校准状态时，能够很好的将内部电路与外部环境隔离，具备高效校准的技术特征。和传统收发前端方案相比，本发明的大功率收发前端在发射输出端(接收输入端)减少了耦合器(或大功率开关)，具备高效率发射和低噪声接收的能力，同时因采用了平衡式发射和平衡式限幅接收方案，大功率收发前端也具备良好的可靠性。