一种DBF天线的前端设备的制作方法

本发明涉及天线领域，特别涉及一种dbf天线的前端设备。

背景技术：

1、随着数字技术的发展，近年来dbf天线越来越多，数字波束形成技术(digitalbeam forming，dbf)是雷达天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物，通过数字信号处理在期望的方向形成发射或接收方向图波束，目前应用于相控阵雷达天线领域。

2、现有dbf天线的前端设备大部分采用单次变频，单本振实现的方式，对于带内杂散抑制无法满足指标要求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种dbf天线的前端设备，采用多次变频方式，使用多本振变频实现，有效的抑制带内杂散，提高侧向侦查精度。

2、本发明采用的技术方案如下：一种dbf天线的前端设备，包括：

3、阵列天线，用于将空间辐射电磁波转换为射频信号，并送至馈线模块；

4、馈线模块，用于对射频信号校准后通过接收信号传输路径传输至变频模块；

5、变频模块，用于对射频信号放大、预选滤波、混频、放大、滤波、衰减处理后得到中频信号，并送至数字处理模块；

6、频综模块，用于为变频模块提供本振源、为馈线模块提供校准源以及为数字处理模块提供时钟基准；同时为各个模块提供控制信号；

7、数字处理模块，对变频模块输出的中频信号进行采样以及模数转换后，通过光纤送给主机；

8、电源模块，用于将外部接入的电源转换为各个模块所需的供电电压，并送至对应模块。

9、进一步的，所述前端设备包括2个阵列天线，分别设置在前端设备的两侧；每个阵列天线由16个天线子阵列和馈线组成，每个天线子阵列包含6个微带天线单元；每个微带天线将空间辐射电磁波转换为射频信号，每个天线子阵列将各微带天线单元的射频信号进行线性合路后，通过馈线送至变频模块。

10、进一步的，所述馈线模块包括分配网络和耦合网络，射频信号经过馈线模块中的接收信号传输路径，与后端馈线电缆直接连接；同时当需要进行校准时，校准源信号经过分配网络等幅等相功分后送入耦合网络，将校准信号送入接收信号传输路径。

11、进一步的，所述前端设备包括4个变频模块；每个变频模块均由4个变频通道组成，每个通道分别接收2个阵列天线中的1个天线子阵列的射频信号；每个变频通道包括依次连接的低噪放大器、第一带通滤波器、混频器和第二带通滤波器；所述混频器接收频综模块提供的本振源信号。

12、进一步的，所述频综模块包括校正源、第一本振源、第二本振源、本振功分网络、fpga以及时钟分配模块；所述时钟分配模块根据参考时钟产生时钟信号并分配给校正源、第一本振源、第二本振源、fpga以及数字处理模块；所述fpga通过网络通信接收客户端的控制指令，产生控制信号给各个模块；所述第一本振源根据控制信号产生本振信号并通过本振功分网络送至各个变频模块；所述第二本振源根据控制信号产生本振信号并通过本振功分网络送至各个变频模块；所述校正源根据控制信号产生校准源信号至馈线模块。

13、进一步的，本振功分网络包括两个功分模块，分别将第一本振源和第二本振源产生的本振信号分为4路送至4个变频模块中。

14、进一步的，所述前端设备包括两个数字处理模块，每个数字处理模块对应接收2个变频模块输出的中频信号；数字处理模块包括4个双通道模数转换器、fpga、光模块，所述4个双通道模数转换器分别接收2个变频模块输出的中频信号并进行模数转换后输出至fpga，由fpga处理后，通过gtx总线发送至光模块，再通过光纤发送至主机。

15、进一步的，所述数字处理模块还包括时钟管理模块；所述时钟管理模块根据参考时钟分别为4个双通道模数转换器、fpga、gtx总线提供时钟信号。

16、进一步的，所述数字处理模块还包括电源管理模块，接收电源模块提供的电源信号，并产生fpga、双通道模数转换器、光模块所需的电源。

17、进一步的，所述电源模块包括第一滤波模块、开关电源、第二滤波模块、第三滤波模块、第四滤波模块；所述第一滤波模块对输入的+28v供电电压进行滤波后送至开关电源；所述开关电源生成+5.3v、+3.6v、－5.5v供电电压；所述第二滤波模块将+5.3v供电电压转换为1a、12a、8a的供电电流分别送至频综模块、数字处理模块和变频模块；所述第三滤波模块将+3.6v供电电压转换为14a、2a的供电电流分别送至频综模块和变频模块；所述第三滤波模块将-5.5v供电电压转换为0.2a的供电电流送至变频模块。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明采用多次变频方式，使用多本振变频实现，有效的抑制带内杂散，提高侧向侦查精度。同时具有电路集成化程度高，体积小，结构紧凑，可靠性高等优点。

技术特征：

1.一种dbf天线的前端设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述前端设备包括2个阵列天线，分别设置在前端设备的两侧；每个阵列天线由16个天线子阵列和馈线组成，每个天线子阵列包含6个微带天线单元；每个微带天线将空间辐射电磁波转换为射频信号，每个天线子阵列将各微带天线单元的射频信号进行线性合路后，通过馈线送至变频模块。

3.根据权利要求1或2所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述馈线模块包括分配网络和耦合网络，射频信号经过馈线模块中的接收信号传输路径，与后端馈线电缆直接连接；同时当需要进行校准时，校准源信号经过分配网络等幅等相功分后送入耦合网络，将校准信号送入接收信号传输路径。

4.根据权利要求2所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述前端设备包括4个变频模块；每个变频模块均由4个变频通道组成，每个通道分别接收2个阵列天线中的1个天线子阵列的射频信号；每个变频通道包括依次连接的低噪放大器、第一带通滤波器、混频器和第二带通滤波器；所述混频器接收频综模块提供的本振源信号。

5.根据权利要求4所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述频综模块包括校正源、第一本振源、第二本振源、本振功分网络、fpga以及时钟分配模块；所述时钟分配模块根据参考时钟产生时钟信号并分配给校正源、第一本振源、第二本振源、fpga以及数字处理模块；所述fpga通过网络通信接收客户端的控制指令，产生控制信号给各个模块；所述第一本振源根据控制信号产生本振信号并通过本振功分网络送至各个变频模块；所述第二本振源根据控制信号产生本振信号并通过本振功分网络送至各个变频模块；所述校正源根据控制信号产生校准源信号至馈线模块。

6.根据权利要求5所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，本振功分网络包括两个功分模块，分别将第一本振源和第二本振源产生的本振信号分为4路送至4个变频模块中。

7.根据权利要求5所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述前端设备包括两个数字处理模块，每个数字处理模块对应接收2个变频模块输出的中频信号；数字处理模块包括4个双通道模数转换器、fpga、光模块，所述4个双通道模数转换器分别接收2个变频模块输出的中频信号并进行模数转换后输出至fpga，由fpga处理后，通过gtx总线发送至光模块，再通过光纤发送至主机。

8.根据权利要求7所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述数字处理模块还包括时钟管理模块；所述时钟管理模块根据参考时钟分别为4个双通道模数转换器、fpga、gtx总线提供时钟信号。

9.根据权利要求7所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述数字处理模块还包括电源管理模块，接收电源模块提供的电源信号，并产生fpga、双通道模数转换器、光模块所需的电源。

10.根据权利要求1所述的dbf天线的前端设备，其特征在于，所述电源模块包括第一滤波模块、开关电源、第二滤波模块、第三滤波模块、第四滤波模块；所述第一滤波模块对输入的+28v供电电压进行滤波后送至开关电源；所述开关电源生成+5.3v、+3.6v、－5.5v供电电压；所述第二滤波模块将+5.3v供电电压转换为1a、12a、8a的供电电流分别送至频综模块、数字处理模块和变频模块；所述第三滤波模块将+3.6v供电电压转换为14a、2a的供电电流分别送至频综模块和变频模块；所述第三滤波模块将-5.5v供电电压转换为0.2a的供电电流送至变频模块。

技术总结
本发明提供了一种DBF天线的前端设备，包括：阵列天线，用于将空间辐射电磁波转换为射频信号，并送至馈线模块；馈线模块，用于将射频信号传输至变频模块；变频模块，用于将射频信号放大变频为中频信号，并送至数字处理模块；频综模块，用于为变频模块提供本振源、为馈线模块提供校准源以及为数字处理模块提供时钟基准；同时为各个模块提供控制信号；数字处理模块，对变频模块输出的中频信号进行采样以及模数转换后，通过光纤送给主机；电源模块，用于将外部接入的电源转换为各个模块所需的供电电压，并送至对应模块。本发明能有效的抑制带内杂散，提高侧向侦查精度。同时具有电路集成化程度高、体积小、结构紧凑、可靠性高等优点。

技术研发人员：陈彧,李源
受保护的技术使用者：成都九洲迪飞科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12