基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高集成度收發(fā)組件。其目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操控方便、體積小的基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件。本實用新型包括環(huán)行器、隔離器、限幅器和多功能芯片。環(huán)行器的信號端接入天線端口，環(huán)行器的信號輸出端與隔離器的信號輸入端連接，隔離器的信號輸出端與限幅器的信號輸入端連接，限幅器的信號輸出端與低噪聲放大器的信號輸入端連接，低噪聲放大器的信號輸出端與多功能芯片的信號輸入端連接，多功能芯片的信號輸出端與第一功率放大器的信號輸入端連接，第一功率放大器的信號輸出端與第二功率放大器的信號輸入端連接，第二功率放大器的信號輸出端與環(huán)行器的信號輸入端連接。多功能芯片的公共端接入收發(fā)組件的激勵端口。
【專利說明】
基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及射頻收發(fā)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代有源相控陣雷達技術(shù)中，收發(fā)組件是關(guān)鍵部件之一，其設(shè)計的好壞在很大程度上決定了雷達的成本和可靠程度。傳統(tǒng)的單通道收發(fā)組件如圖1所示，收發(fā)組件主要包括數(shù)字移相器P1、數(shù)字衰減器S1、限幅器L1、第一低噪聲放大器A3、第二低噪聲放大器A6、環(huán)行器Cl、隔離器Gl和收發(fā)開關(guān)，環(huán)行器Cl的信號端接入天線端口 X02G，環(huán)行器Cl的信號輸出端與隔離器Gl的信號接收端連接，隔離器Gl的信號輸出端通過限幅器LI與低噪聲放大器A3的信號輸入端連接，低噪聲放大器A3的信號輸出端與數(shù)字衰減器SI的信號輸入端連接，數(shù)字衰減器SI的信號輸出端與第二低噪聲放大器A6的信號輸入端連接，第二低噪聲放大器A6的信號輸出端依次通過收發(fā)開關(guān)Kl和數(shù)字移相器Pl后接入收發(fā)組件的激勵端口 X01G。收發(fā)組件的激勵端口 XOlG依次通過數(shù)字移相器Pl和收發(fā)開關(guān)Kl后與第一功率放大器Al的信號接收端連接，第一功率放大器Al的信號輸出端與第二功率放大器A2的信號接收端連接，第二功率放大器A2的信號輸出端通過環(huán)行器Cl與天線端口 X02G連接。這種單通道收發(fā)組件各部件之間都需要分立工作，控制電路復(fù)雜，收發(fā)組件本身的數(shù)控移相精度和數(shù)控衰減精度較差，收發(fā)組件間的幅度和相位一致性較大。如CN104362985A中公開的一種改進低噪聲放大器結(jié)構(gòu)的高精度TR組件，接收信號和發(fā)射信號按需要分兩路完成，控制過程繁瑣，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且這種電路的連接方式也必然會造成收發(fā)組件的尺寸和體積較大，在上一級系統(tǒng)集成和拆裝維修過程中都存在諸多不便。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操控方便、體積小的基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件。
[0004]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，包括環(huán)行器、隔離器、限幅器、發(fā)射通道功率放大器和低噪聲放大器，環(huán)行器的信號端接入天線端口，環(huán)行器的信號輸出端依次通過隔離器和限幅器后與低噪聲放大器的信號輸入端連接，發(fā)射通道功率放大器的信號輸出端與環(huán)行器的信號輸入端連接，其中:還包括多功能芯片，多功能芯片又包括數(shù)控衰減器、數(shù)控移相器、第四功率放大器、第三功率放大器和多個收發(fā)開關(guān)，低噪聲放大器的信號輸出端與第四收發(fā)開關(guān)的第一不動端連接，第四收發(fā)開關(guān)的動端與數(shù)字衰減器的信號輸入端連接，數(shù)字衰減器的信號輸出端與第四功率放大器的信號輸入端連接，第四功率放大器的信號輸出端與數(shù)控移相器的信號輸入端連接，數(shù)控移相器的信號輸出端與第三功率放大器的信號輸入端連接，第三功率放大器的信號輸出端與第三收發(fā)開關(guān)的動端連接，第三收發(fā)開關(guān)的第一不動端與第一收發(fā)開關(guān)的第一不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)的第二不動端與第四收發(fā)開關(guān)的第二不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)的動端接入收發(fā)組件的激勵端口，第三收發(fā)開關(guān)的第二不動端與發(fā)射通道功率放大器的信號輸入端連接。
[0005]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其中所述第三收發(fā)開關(guān)與第一收發(fā)開關(guān)之間設(shè)置有第二收發(fā)開關(guān)，第二收發(fā)開關(guān)的第一不動端與第三收發(fā)開關(guān)的第一不動端連接，第二收發(fā)開關(guān)的動端與第一收發(fā)開關(guān)的第一不動端連接，第二收發(fā)開關(guān)的第二不動端接入零電勢點。
[0006]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其中所述第二收發(fā)開關(guān)與零電勢點之間設(shè)置有匹配電阻。
[0007]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其中所述第一收發(fā)開關(guān)、第二收發(fā)開關(guān)、第三收發(fā)開關(guān)和第四收發(fā)開關(guān)都為單刀雙擲開關(guān)。
[0008]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其中所述發(fā)射通道功率放大器又包括第一功率放大器和第二功率放大器，第一功率放大器的信號輸入端與第三收發(fā)開關(guān)的第二不動端連接，第一功率放大器的信號輸出端與第二功率放大器的信號輸入端連接，第二功率放大器的信號輸出端與環(huán)行器的信號輸入端連接。
[0009]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其中所述基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件設(shè)置有長方體形外部殼體，外部殼體的長度、寬度和高度分別為85mm、18mm和8mm，外部殼體的材質(zhì)為招娃合金。
[0010]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:本實用新型將分立的數(shù)控衰減器、數(shù)控移相器、第四功率放大器和第三功率放大器集成為一塊多功能芯片，大大縮小了電路的尺寸，提高了組件的集成度，尺寸明顯小于傳統(tǒng)的收發(fā)組件，能夠應(yīng)用于小單元間距的天線平面。多功能芯片內(nèi)部還設(shè)置有第一收發(fā)開關(guān)、第二收發(fā)開關(guān)、第三收發(fā)開關(guān)和第四收發(fā)開關(guān)，通過分別對控制各收發(fā)開關(guān)的狀態(tài)進行控制，完成信號接收通道和信號發(fā)送通道的切換，簡化了電路，在減小物理尺寸的同時使收發(fā)組件的工作過程更加合理化。數(shù)字衰減器和數(shù)控移相器對信號進行幅值和相位調(diào)整，保證了信號的精確度。本實用新型在進行兩路切換工作過程中，實行分時調(diào)制，盡量減小兩路通道間的電磁耦合，從而提高兩路通道間的隔離度，保證兩路通道的正常工作。
[0011]下面結(jié)合附圖對本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件作進一步說明。
【附圖說明】
[0012]圖1為傳統(tǒng)收發(fā)組件的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2為本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件的電路結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖2所示，為本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件的電路結(jié)構(gòu)框圖，包括環(huán)行器Cl、隔離器G1、限幅器L1、第一功率放大器Al、第二功率放大器A2、低噪聲放大器A3和多功能芯片I，其中多功能芯片I又包括數(shù)控衰減器S1、數(shù)控移相器P1、第四功率放大器A5、第三功率放大器A4和多個收發(fā)開關(guān)。環(huán)行器Cl的信號端接入天線端口 X02G，環(huán)行器Cl的信號輸出端與隔離器Gl的信號輸入端連接，隔離器Gl的信號輸出端與限幅器LI的信號輸入端連接，限幅器LI的信號輸出端與低噪聲放大器A3的信號輸入端連接，低噪聲放大器A3的信號輸出端與第四收發(fā)開關(guān)K4的第一不動端連接，第四收發(fā)開關(guān)K4的動端與數(shù)字衰減器SI的信號輸入端連接，低噪聲放大器A3發(fā)出的信號依次通過第四收發(fā)開關(guān)Κ4的第一不動端和第四收發(fā)開關(guān)Κ4的動端傳輸給數(shù)字衰減器SI。數(shù)字衰減器SI的信號輸出端與第四功率放大器Α5的信號輸入端連接，第四功率放大器Α5的信號輸出端與數(shù)控移相器Pl的信號輸入端連接，數(shù)控移相器Pl的信號輸出端與第三功率放大器Α4的信號輸入端連接，第三功率放大器Α4的信號輸出端與第三收發(fā)開關(guān)Κ3的動端連接，第三收發(fā)開關(guān)Κ3的第一不動端與第二收發(fā)開關(guān)Κ2的第一不動端連接，第二收發(fā)開關(guān)Κ2的第二不動端接入零電勢點GND，第二收發(fā)開關(guān)Κ2與零電勢點GND之間設(shè)置有匹配電阻R，第二收發(fā)開關(guān)Κ2的動端與第一收發(fā)開關(guān)Kl的第一不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)Kl的第二不動端與第四收發(fā)開關(guān)Κ4的第二不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)Kl的動端接入收發(fā)組件的激勵端口 X01G。第三收發(fā)開關(guān)Κ3的第二不動端與第一功率放大器Al的信號輸入端連接，第一功率放大器Al的信號輸出端與第二功率放大器Α2的信號輸入端連接，第二功率放大器Α2的信號輸出端與環(huán)行器Cl的信號輸入端連接。第一收發(fā)開關(guān)Kl、第二收發(fā)開關(guān)Κ2、第三收發(fā)開關(guān)Κ3和第四收發(fā)開關(guān)Κ4都為單刀雙擲開關(guān)。
[0015]本實用新型的一個實施例中設(shè)置有外部殼體，外部殼體為長方體形結(jié)構(gòu)，外部殼體的長度為85mm、寬度為18mm、高度為8mm，外部殼體的材質(zhì)為鋁硅合金。
[0016]本實用新型的工作原理為:
[0017]在接收回波信號的過程中，天線接收到的回波信號從天線端口X02G輸入，經(jīng)過環(huán)行器Cl將信號轉(zhuǎn)換到接收通道，隔離器Gl對反射信號進行消除，經(jīng)過隔離器Gl的信號進入限幅器LI，限幅器LI對信號的幅值進行控制，限制幅值過高的信號通過，但是對正常的回波信號呈現(xiàn)低衰減態(tài)，能夠有效的保證信號順利通過后部的低噪聲放大器A3，防止低噪聲放大器A3由于天線異常、回波信號過強或者強干擾等情況造成的低噪聲放大器A3過激勵燒毀現(xiàn)象的發(fā)生。此時，第四收發(fā)開關(guān)K4的動端與第四收發(fā)開關(guān)K4的第一不動端連接，回波信號通過第四收發(fā)開關(guān)K4傳輸給數(shù)字衰減器SI，數(shù)字衰減器SI對回波信號的幅值進行等比例調(diào)整，再經(jīng)過第四功率放大器A5放大后進入數(shù)控移相器Pl，數(shù)控移相器Pl對回波信號的相位進行調(diào)整，再經(jīng)過第三功率放大器A4進行放大，此時，第三收發(fā)開關(guān)K3的動端與第三收發(fā)開關(guān)K3的第一不動端連接，第二收發(fā)開關(guān)K2的動端與第二收發(fā)開關(guān)K2的第一不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)Kl的動端與第一收發(fā)開關(guān)Kl的第一不動端連接，最終，經(jīng)過第三功率放大器A4放大的回波信號依次經(jīng)過第三收發(fā)開關(guān)K3、第二收發(fā)開關(guān)K2和第一收發(fā)開關(guān)Kl后從收發(fā)組件的激勵端口XOlG輸出，此過程為本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件的接收信號的工作過程。
[0018]在發(fā)射激勵信號的過程中，接收機發(fā)出的激勵信號從收發(fā)組件的激勵端口XOlG輸入，此時，第二收發(fā)開關(guān)K2的動端與第二收發(fā)開關(guān)K2的第二不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)Kl的動端與第一收發(fā)開關(guān)Kl的第二不動端連接，第四收發(fā)開關(guān)K4的動端與第四收發(fā)開關(guān)K4的第二不動端連接，激勵信號依次經(jīng)過第一收發(fā)開關(guān)Kl和第四收發(fā)開關(guān)K4傳輸給數(shù)字衰減器SI，數(shù)字衰減器SI對激勵信號的幅值進行調(diào)整，再經(jīng)過第四功率放大器A5放大后進入數(shù)控移相器P1，數(shù)控移相器Pl對激勵信號的相位進行調(diào)整，再經(jīng)過第三功率放大器A4進行放大，此時，第三收發(fā)開關(guān)K3的動端與第三收發(fā)開關(guān)K3的第二不動端連接，經(jīng)過放大后的激勵信號通過第三收發(fā)開關(guān)K3輸出給第一功率放大器Al進行放大，經(jīng)過第一功率放大器Al放大后的激勵信號再經(jīng)過第二功率放大器A2對信號進行再次放大，第二功率放大器A2對外輸出大功率激勵信號，最終，大功率激勵信號通過環(huán)行器Cl轉(zhuǎn)換到天線端口 X02G對外輸入。
[0019]本實用新型基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，將分立的數(shù)控衰減器S1、數(shù)控移相器Pl、第四功率放大器A5和第三功率放大器A4集成為一塊多功能芯片，大大縮小了電路的尺寸，提高了組件的集成度，尺寸明顯小于傳統(tǒng)的收發(fā)組件，能夠應(yīng)用于小單元間距的天線平面。多功能芯片內(nèi)部還設(shè)置有第一收發(fā)開關(guān)K1、第二收發(fā)開關(guān)K2、第三收發(fā)開關(guān)K3和第四收發(fā)開關(guān)K4，通過分別對控制各收發(fā)開關(guān)的狀態(tài)進行控制，完成信號接收通道和信號發(fā)送通道的切換，簡化了電路，在減小物理尺寸的同時使收發(fā)組件的工作過程更加合理化。數(shù)字衰減器SI和數(shù)控移相器Pl對信號進行幅值和相位調(diào)整，保證了信號的精確度。本實用新型在進行兩路切換工作過程中，實行分時調(diào)制，盡量減小兩路通道間的電磁耦合，從而提高兩路通道間的隔離度，保證兩路通道的正常工作。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操控方便、體積小，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點。
[0020]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，包括環(huán)行器(Cl)、隔離器(Gl)、限幅器(LI)、發(fā)射通道功率放大器和低噪聲放大器(A3)，環(huán)行器(Cl)的信號端接入天線端口(X02G)，環(huán)行器(Cl)的信號輸出端依次通過隔離器(Gl)和限幅器(LI)后與低噪聲放大器(A3)的信號輸入端連接，發(fā)射通道功率放大器的信號輸出端與環(huán)行器(Cl)的信號輸入端連接，其特征在于:還多功能芯片(I)，多功能芯片(I)又包括數(shù)控衰減器(SI)、數(shù)控移相器(Pl)、第四功率放大器(A5)、第三功率放大器(A4)和多個收發(fā)開關(guān)，低噪聲放大器(A3)的信號輸出端與第四收發(fā)開關(guān)(K4)的第一不動端連接，第四收發(fā)開關(guān)(K4)的動端與數(shù)字衰減器(SI)的信號輸入端連接，數(shù)字衰減器(SI)的信號輸出端與第四功率放大器(A5)的信號輸入端連接，第四功率放大器(A5)的信號輸出端與數(shù)控移相器(Pl)的信號輸入端連接，數(shù)控移相器(Pl)的信號輸出端與第三功率放大器(A4)的信號輸入端連接，第三功率放大器(A4)的信號輸出端與第三收發(fā)開關(guān)(K3)的動端連接，第三收發(fā)開關(guān)(K3)的第一不動端與第一收發(fā)開關(guān)(Kl)的第一不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)(Kl)的第二不動端與第四收發(fā)開關(guān)(K4)的第二不動端連接，第一收發(fā)開關(guān)(Kl)的動端接入收發(fā)組件的激勵端口(XOlG)，第三收發(fā)開關(guān)(K3)的第二不動端與發(fā)射通道功率放大器的信號輸入端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其特征在于:所述第三收發(fā)開關(guān)(K3)與第一收發(fā)開關(guān)(Kl)之間設(shè)置有第二收發(fā)開關(guān)(K2)，第二收發(fā)開關(guān)(K2)的第一不動端與第三收發(fā)開關(guān)(K3)的第一不動端連接，第二收發(fā)開關(guān)(K2)的動端與第一收發(fā)開關(guān)(Kl)的第一不動端連接，第二收發(fā)開關(guān)(K2)的第二不動端接入零電勢點(GND)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其特征在于:所述第二收發(fā)開關(guān)(K2)與零電勢點(GND)之間設(shè)置有匹配電阻(R)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其特征在于:所述第一收發(fā)開關(guān)(Kl)、第二收發(fā)開關(guān)(K2)、第三收發(fā)開關(guān)(K3)和第四收發(fā)開關(guān)(K4)都為單刀雙擲開關(guān)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其特征在于:所述發(fā)射通道功率放大器又包括第一功率放大器(Al)和第二功率放大器(A2)，第一功率放大器(Al)的信號輸入端與第三收發(fā)開關(guān)(K3)的第二不動端連接，第一功率放大器(Al)的信號輸出端與第二功率放大器(A2)的信號輸入端連接，第二功率放大器(A2)的信號輸出端與環(huán)行器(Cl)的信號輸入端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件，其特征在于:所述基于多功能芯片架構(gòu)的高集成度收發(fā)組件設(shè)置有長方體形外部殼體，外部殼體的長度、寬度和高度分別為85mm、18mm和8mm，外部殼體的材質(zhì)為招娃合金。
【文檔編號】G01S7/28GK205450259SQ201620276905
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】彭高森, 季飛, 周演飛, 滿海峰, 金家富, 彭天杰
【申請人】中國電子科技集團公司第三十八研究所