本發(fā)明涉及信號(hào)調(diào)理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于大功率T/R組件收發(fā)信號(hào)調(diào)理裝置及方法。

背景技術(shù)：

T/R組件中主要包含發(fā)射通道、接收通道以及驅(qū)動(dòng)控制三個(gè)部分，此外還有射頻輸入輸出、低頻連接器等組件接口部分。發(fā)射通道主要完成射頻激勵(lì)信號(hào)的放大，并輸出至饋線網(wǎng)絡(luò)；接收通道將天線接收的回波信號(hào)放大，并保證較低的噪聲系數(shù)；組件的收發(fā)開(kāi)關(guān)切換及相位、衰減的控制由驅(qū)動(dòng)控制部分完成。

T/R組件具有通道多、大小功率并存和端口復(fù)用等特點(diǎn)，而且指標(biāo)種類多，需要多種測(cè)試儀器才能完成測(cè)試。所謂大小功率并存，即發(fā)射通道輸出功率大、接收通道功率小；就端口復(fù)用來(lái)說(shuō)，即發(fā)射輸出端口也就是接收輸入端口，發(fā)射輸入端口也就是接收輸出端口(也有一些T/R組件發(fā)射輸入端口和接收端口是不同的，但是發(fā)射輸出端口肯定也是接收輸入端口)，當(dāng)然它是一個(gè)分時(shí)的工作體制。因此，T/R組件的測(cè)試實(shí)現(xiàn)較為困難，也非常復(fù)雜，大多采用測(cè)試系統(tǒng)完成測(cè)試，這就需要對(duì)收發(fā)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，然后利用開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的切換實(shí)現(xiàn)測(cè)試通道的搭建，進(jìn)而完成收發(fā)通道性能指標(biāo)的測(cè)試。

由于T/R組件發(fā)射信號(hào)功率一般較大，無(wú)法輸入儀器中直接進(jìn)行測(cè)試，發(fā)射信號(hào)必須進(jìn)行衰減/耦合調(diào)理后才能利用測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試。但是對(duì)于T/R組件測(cè)試來(lái)說(shuō)，由于收發(fā)復(fù)用的特性，在對(duì)發(fā)射輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)理的同時(shí)，不應(yīng)導(dǎo)致接收輸入信號(hào)的功率衰減過(guò)大(一般不應(yīng)超過(guò)10dB)，否則會(huì)發(fā)生接收通道的噪聲系數(shù)、輸入端口駐波比測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確甚至無(wú)法測(cè)試的情況發(fā)生。

根據(jù)發(fā)射功率的大小，目前一般有幾種收發(fā)信號(hào)調(diào)理方法：

1)功率為幾瓦量級(jí)時(shí)，一般采用直接加衰減器/定向耦合器的調(diào)理方法；

2)功率為幾十瓦量級(jí)時(shí)，一般采用在開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)置衰減器/定向耦合器、再利用開(kāi)關(guān)切換實(shí)現(xiàn)收發(fā)分離的調(diào)理方法，這種方法的前提是開(kāi)關(guān)能夠承受發(fā)射功率，但有一定的安全隱患；

3)功率大于百瓦量級(jí)時(shí)，目前一般采用采用環(huán)形器+衰減器的調(diào)理方法。

其工作原理為(如圖1所示)：在發(fā)射狀態(tài)下，T/R組件的大功率發(fā)射信號(hào)進(jìn)入環(huán)形器1端口1，利用環(huán)形器的定向傳輸特性，從端口2輸出，然后進(jìn)入衰減器進(jìn)行衰減，衰減后的發(fā)射信號(hào)再進(jìn)入環(huán)形器2端口1，并從端口2輸出，最后進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射性能指標(biāo)的測(cè)試；在接收狀態(tài)下，需要給T/R組件提供接收激勵(lì)信號(hào)。接收激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，進(jìn)入環(huán)形器2端口2，并從端口3輸出，然后進(jìn)行環(huán)形器1端口3，最后從端口1輸出。按照上述調(diào)理方法，利用環(huán)形器的定向傳輸特性，發(fā)射信號(hào)被大功率衰減器進(jìn)行了衰減，而接收輸入信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)衰減器，環(huán)形器定向傳輸時(shí)插入損耗又非常小，因此，其功率幾乎沒(méi)有被衰減，這樣就實(shí)現(xiàn)了收發(fā)測(cè)試通道的分離。

在功率達(dá)到千瓦量級(jí)以后，通過(guò)接收輸入通道泄露的發(fā)射信號(hào)功率與通過(guò)發(fā)射輸出通道衰減后的發(fā)射信號(hào)功率相比不能忽略，甚至二者相當(dāng)，也就是說(shuō)實(shí)際上測(cè)試了來(lái)源于兩個(gè)途徑發(fā)射信號(hào)的矢量迭加信號(hào)，這樣發(fā)射測(cè)試準(zhǔn)確度較差。

具體原因就在于環(huán)形器的泄露，其隔離度指標(biāo)只有20dB。在1000W的發(fā)射功率下，如果衰減器的衰減量為40dB，那么在不考慮環(huán)形器正向傳輸插入損耗的前提下，經(jīng)過(guò)發(fā)射衰減通道到達(dá)測(cè)試系統(tǒng)輸入端口的功率為20dBm；與此同時(shí)，由于環(huán)形器的泄露，經(jīng)過(guò)兩級(jí)環(huán)形器泄露后，通過(guò)接收輸入通道泄露到達(dá)測(cè)試系統(tǒng)輸入端口的功率也為20dBm，二者功率基本相等。這樣在發(fā)射測(cè)試時(shí)，因?yàn)槎哳l率相等，兩路信號(hào)的功率會(huì)發(fā)生矢量合成，測(cè)試結(jié)果明顯會(huì)有偏差，最大比實(shí)際值偏大3dB。當(dāng)然，也可能偏小。

T/R組件的發(fā)展趨勢(shì)之一是發(fā)射功率越來(lái)越大，那么在測(cè)試過(guò)程中，如何實(shí)現(xiàn)大功率T/R組件(如峰值功率超過(guò)1k瓦)收發(fā)信號(hào)的調(diào)理，同時(shí)保證測(cè)試的準(zhǔn)確度和安全性，這都是本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于大功率T/R組件收發(fā)信號(hào)調(diào)理裝置及方法，，本發(fā)明引入單刀雙擲開(kāi)關(guān)，利用其高隔離度指標(biāo)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)收發(fā)分離，并避免了泄露信號(hào)對(duì)發(fā)射測(cè)試的影響。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：

一種基于大功率T/R組件收發(fā)信號(hào)調(diào)理裝置，包括：

第一環(huán)形器，用于在大功率T/R組件發(fā)射狀態(tài)下，其第一端口接收大功率T/R組件大功率發(fā)射信號(hào)，并將該大功率發(fā)射信號(hào)從第一環(huán)形器的第二端口輸出至衰減器；

衰減器，用于對(duì)接收的大功率發(fā)射信號(hào)進(jìn)行衰減并將衰減后的發(fā)射信號(hào)傳輸至隔離裝置；

隔離裝置，其第一端口接收衰減后的發(fā)射信號(hào)，通過(guò)其高隔離度指標(biāo)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的收發(fā)分離，發(fā)射信號(hào)通過(guò)隔離裝置的第三端口進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射性能指標(biāo)的測(cè)試；

測(cè)試系統(tǒng)，在大功率T/R組件接收狀態(tài)下，激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，通過(guò)隔離裝置第三端口、第二端口進(jìn)入第一環(huán)形器第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

進(jìn)一步的，所述激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出后，通過(guò)隔離裝置第三端口、第二端口進(jìn)入第二環(huán)形器第三端口，第二環(huán)形器的第一端口輸出，再進(jìn)入第一環(huán)形器第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

上述方案中增加第二環(huán)形器的目的是利用其20dB反向隔離作用，這樣泄露信號(hào)功率只有20dBm，不會(huì)發(fā)生安全性問(wèn)題。

進(jìn)一步的，所述隔離裝置為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步的，所述測(cè)試系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)及與開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)相連接的測(cè)試儀器。

進(jìn)一步的，所述T/R組件發(fā)射輸出端口與接收輸入端口為同一個(gè)端口。

進(jìn)一步的，衰減器的衰減量的選擇時(shí)在測(cè)試系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)可以承受的發(fā)射功率前提下，衰減量越小越好。

進(jìn)一步的，衰減器的衰減量的選擇最小衰減量時(shí)，發(fā)射信號(hào)經(jīng)衰減后功率小于1W，以此為原則計(jì)算出的衰減量為最小衰減量。

一種基于大功率T/R組件收發(fā)信號(hào)調(diào)理方法，包括以下步驟：

在發(fā)射狀態(tài)下，T/R組件的大功率發(fā)射信號(hào)進(jìn)入第一環(huán)形器的第一端口，利用環(huán)形器的定向傳輸特性，從其第二端口輸出；

第二端口輸出的發(fā)射信號(hào)進(jìn)入衰減器進(jìn)行衰減，衰減后的發(fā)射信號(hào)再進(jìn)入隔離裝置的第一端口；

通過(guò)隔離裝置的第三端口進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射性能指標(biāo)的測(cè)試；

在接收狀態(tài)下，需要給T/R組件提供接收激勵(lì)信號(hào)，接收激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，通過(guò)隔離裝置的第三端口、第二端口進(jìn)入第一環(huán)形器的第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

進(jìn)一步的，在接收狀態(tài)下時(shí)，接收激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，通過(guò)隔離裝置的第三端口、第二端口進(jìn)入第二環(huán)形器的第三端口，然后從第二環(huán)形器的第一端口輸出第一環(huán)形器的第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明引入單刀雙擲開(kāi)關(guān)，利用其高隔離度指標(biāo)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)收發(fā)分離，并避免了泄露信號(hào)對(duì)發(fā)射測(cè)試的影響。本申請(qǐng)優(yōu)選選擇單刀雙擲開(kāi)關(guān)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又能完成相應(yīng)的功能，用單刀多擲(如4、6等)來(lái)替換單刀雙擲開(kāi)關(guān)也是可以的，但是體積大、成本高。

需要說(shuō)明的是，單刀雙擲開(kāi)關(guān)不能用開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)關(guān)替代，因?yàn)樽饔貌煌?，開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)關(guān)主要用于測(cè)試通道切換和搭建，開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)與被測(cè)件端口是一對(duì)一連接。單刀雙擲開(kāi)關(guān)的使用，是因?yàn)檎{(diào)理的原因，一個(gè)發(fā)射輸出(接收輸入)端口在進(jìn)入開(kāi)關(guān)前分成了兩個(gè)端口。

本發(fā)明在測(cè)試系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)可以承受的發(fā)射功率前提下，衰減器應(yīng)選擇盡可能小的衰減量。此處的“盡可能小”需要滿足的是：發(fā)射信號(hào)經(jīng)衰減后功率小于1W，以此為原則計(jì)算出的衰減量為最小衰減量。

本發(fā)明改變了現(xiàn)有方案中第二級(jí)環(huán)形器的作用，主要用于進(jìn)一步衰減通過(guò)接收輸入通道泄露的發(fā)射信號(hào)功率。

本發(fā)明大大提高了收發(fā)通道之間的隔離度，有利于提高測(cè)試準(zhǔn)確度。

本發(fā)明來(lái)源于接收輸入通道的泄露發(fā)射信號(hào)的功率不會(huì)超過(guò)測(cè)試儀器承受功率的上限，因?yàn)闇y(cè)試儀器的承受功率一般為1W(30dBm)，對(duì)于千瓦級(jí)發(fā)射信號(hào)經(jīng)40dB衰減后，功率不會(huì)超過(guò)1W(30dBm)，因此，即使測(cè)試系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生開(kāi)關(guān)切換故障，也不會(huì)導(dǎo)致測(cè)試儀器燒毀。

附圖說(shuō)明

圖1現(xiàn)有方案的收發(fā)信號(hào)調(diào)理方法原理框圖；

圖2本發(fā)明的收發(fā)信號(hào)調(diào)理方法原理框圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)二者最大的不同是引入了一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，利用其隔離度較高的特性，避免了發(fā)射泄露信號(hào)對(duì)發(fā)射測(cè)試的影響。

本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，主題之一是一種基于大功率T/R組件收發(fā)信號(hào)調(diào)理裝置，包括：

第一環(huán)形器，用于在大功率T/R組件發(fā)射狀態(tài)下，其第一端口接收大功率T/R組件大功率發(fā)射信號(hào)，并將該大功率發(fā)射信號(hào)從第一環(huán)形器的第二端口輸出至衰減器；

衰減器，用于對(duì)接收的大功率發(fā)射信號(hào)進(jìn)行衰減并將衰減后的發(fā)射信號(hào)傳輸至隔離裝置；

隔離裝置，其第一端口接收衰減后的發(fā)射信號(hào)，通過(guò)其高隔離度指標(biāo)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的收發(fā)分離，發(fā)射信號(hào)通過(guò)隔離裝置的第三端口進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射性能指標(biāo)的測(cè)試；

測(cè)試系統(tǒng)，在大功率T/R組件接收狀態(tài)下，激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，通過(guò)隔離裝置第三端口、第二端口進(jìn)入第一環(huán)形器第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出后，通過(guò)隔離裝置第三端口、第二端口進(jìn)入第二環(huán)形器第三端口，第二環(huán)形器的第一端口輸出，再進(jìn)入第一環(huán)形器第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

上述方案中增加第二環(huán)形器的目的是利用其20dB反向隔離作用，這樣泄露信號(hào)功率只有20dBm，不會(huì)發(fā)生安全性問(wèn)題。

其中，隔離裝置為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。

測(cè)試系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)及與開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)相連接的測(cè)試儀器。

T/R組件發(fā)射輸出端口與接收輸入端口為同一個(gè)端口。

衰減器的衰減量的選擇時(shí)在測(cè)試系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)可以承受的發(fā)射功率前提下，衰減量越小越好。

其工作原理為(如圖2所示)：在發(fā)射狀態(tài)下，T/R組件的大功率發(fā)射信號(hào)進(jìn)入環(huán)形器1端口1，利用環(huán)形器的定向傳輸特性，從端口2輸出，然后進(jìn)入衰減器進(jìn)行衰減，衰減后的發(fā)射信號(hào)再進(jìn)入單刀雙擲開(kāi)關(guān)1端口，最后通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)C端口進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射性能指標(biāo)的測(cè)試；在接收狀態(tài)下，需要給T/R組件提供接收激勵(lì)信號(hào)。接收激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)C端口、2端口進(jìn)入環(huán)形器2端口3，然后從端口1輸出，再進(jìn)入環(huán)形器1端口3，最后從端口1輸出。按照上述調(diào)理方法，利用環(huán)形器的定向傳輸特性，發(fā)射信號(hào)被大功率衰減器同樣進(jìn)行了衰減，而接收輸入信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)衰減器，而環(huán)形器定向傳輸時(shí)插入損耗非常小，因此，其功率幾乎沒(méi)有被衰減，這樣就實(shí)現(xiàn)了收發(fā)測(cè)試通道的分離。更重要的是，在發(fā)射功率為1000W、衰減器衰減量為40dB的前提下，在不考慮環(huán)形器正向傳輸插入損耗的前提下，到達(dá)單刀雙擲開(kāi)關(guān)1、2端口的功率也同樣為20dBm，但是開(kāi)關(guān)有很好的隔離度，比如有些開(kāi)關(guān)在DC～12GHz隔離度指標(biāo)高達(dá)85dB,這樣最終通過(guò)泄露到達(dá)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)只有-65dBm，它的功率忽略不計(jì)(只相當(dāng)于正向傳輸信號(hào)功率的1/316227766)，這樣對(duì)測(cè)試結(jié)果不會(huì)發(fā)生影響。

其實(shí)從原理上講，不引入環(huán)形器2也是可以的，但是如果沒(méi)有環(huán)形器2，在發(fā)射功率為1000W時(shí)，泄露到開(kāi)關(guān)的發(fā)射信號(hào)功率會(huì)有40dBm(10W)，雖然開(kāi)關(guān)可以承受，但是一旦發(fā)生切換錯(cuò)誤或故障，就有可能燒毀測(cè)試儀器。從測(cè)試安全的角度考慮才引入了環(huán)形器2，利用其20dB反向隔離作用，這樣泄露信號(hào)功率只有20dBm，不會(huì)發(fā)生安全性問(wèn)題。

另外，對(duì)于衰減器的衰減量的選擇也是有一定講究的。那就是在測(cè)試系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)可以承受的發(fā)射功率前提下，衰減量越小越好，這樣到達(dá)系統(tǒng)輸入端口的功率就越大，也就更能增大正向傳輸功率與泄露功率的比值，從而盡量避免泄露信號(hào)對(duì)發(fā)射測(cè)試的影響。

本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，主題之一是一種基于大功率T/R組件收發(fā)信號(hào)調(diào)理方法，具體包括：

在發(fā)射狀態(tài)下，T/R組件的大功率發(fā)射信號(hào)進(jìn)入第一環(huán)形器的第一端口，利用環(huán)形器的定向傳輸特性，從其第二端口輸出；

第二端口輸出的發(fā)射信號(hào)進(jìn)入衰減器進(jìn)行衰減，衰減后的發(fā)射信號(hào)再進(jìn)入隔離裝置的第一端口；

通過(guò)隔離裝置的第三端口進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射性能指標(biāo)的測(cè)試；

在接收狀態(tài)下，需要給T/R組件提供接收激勵(lì)信號(hào)，接收激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，通過(guò)隔離裝置的第三端口、第二端口進(jìn)入第一環(huán)形器的第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

在接收狀態(tài)下時(shí)，接收激勵(lì)信號(hào)從測(cè)試系統(tǒng)中輸出，通過(guò)隔離裝置的第三端口、第二端口進(jìn)入第二環(huán)形器的第三端口，然后從第二環(huán)形器的第一端口輸出第一環(huán)形器的第三端口，最后從第一環(huán)形器的第一端口輸出至大功率T/R組件。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。