本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種收發(fā)共用時延校正模塊，主要應(yīng)用方向?yàn)樾禽d有源天線的時延校正。

背景技術(shù)：

星載有源天線在用于星間、星地測距與通信時，為保證測距準(zhǔn)確度，需要對有源天線的發(fā)射和接收時延進(jìn)行校準(zhǔn)。傳統(tǒng)的時延校正模塊通常由功分器或耦合器構(gòu)成，通過功分或者耦合將發(fā)射(接收)信號分流出一部分給信號處理終端。這種方法存在以下不足：

1)傳統(tǒng)時延校正模塊需要消耗有用信號的能量，這將對有源天線的性能，特別是發(fā)射ERIP產(chǎn)生不可忽視的損失。

2)傳統(tǒng)時延校正模塊僅支持發(fā)射或接收單一模式，如需要同時實(shí)現(xiàn)發(fā)射時延校正以及接收時延校正，則需要為兩種時延校正分別配備時延校正模塊。

傳統(tǒng)時延校正模塊在有源天線正常工作時構(gòu)成了信號泄漏通路，將影響天線的收發(fā)隔離度。特別是在收發(fā)同頻的系統(tǒng)中，傳統(tǒng)時延校正模塊的引入將惡化系統(tǒng)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，收發(fā)共用的時延校正模塊，解決了傳統(tǒng)時延校正模塊集成度低，影響系統(tǒng)性能的問題，可以在不影響系統(tǒng)性能的情況下，滿足星載有源天線時延校正的需求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：收發(fā)共用時延校正器，包括開關(guān)單元以及接收耦合器、發(fā)射耦合器；開關(guān)單元包括三個開關(guān)和三組衰減器，所述的三個開關(guān)分別記為開關(guān)Ⅰ、開關(guān)Ⅱ、開關(guān)Ⅲ；

接收耦合器、發(fā)射耦合器分別安裝在有源天線的接收和發(fā)射通道上；開關(guān)單元對外提供3個射頻接口分別記為接收端、發(fā)射端和校正天線端；其中，開關(guān)Ⅱ采用單刀雙擲開關(guān)，開關(guān)Ⅱ的不動端串聯(lián)一組衰減器后作為校正天線端口連接校正天線；開關(guān)Ⅱ的一個動端串聯(lián)開關(guān)Ⅲ、一組衰減器后作為發(fā)射端與接收耦合器連接；開關(guān)Ⅱ的另一個動端串聯(lián)一組衰減器、開關(guān)Ⅰ后作為接收端與發(fā)射耦合器連接。

進(jìn)一步的，所述的開關(guān)Ⅰ、開關(guān)Ⅲ為單刀雙擲開關(guān)或者單刀單擲開關(guān)。

進(jìn)一步的，所述的發(fā)射耦合器、接收耦合器采用微帶定向耦合器形式。

進(jìn)一步的，微帶定向耦合器由兩條等寬的微帶傳輸線組成，形成四個端口，分別是輸入端、直通端、隔離端、耦合端；在發(fā)射通道上，發(fā)射耦合器的直通端連接有源天線射頻發(fā)射接口，發(fā)射耦合器的輸入端連接有源天線信號放大的發(fā)射端，發(fā)射耦合器的耦合端連接開關(guān)單元的接收端；在接收通道上，接收耦合器的直通端連接有源天線的射頻接收接口，接收耦合器的輸入端連接有源天線信號放大的接收端，接收耦合器的隔離端連接開關(guān)單元的接收端。

進(jìn)一步的，每組衰減器由多只衰減器串聯(lián)而成，每組中至少包含一只可調(diào)衰減器。

進(jìn)一步的，通過將衰減器控制端的控制電壓上拉或下拉的方式固定衰減量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：

1)克服了傳統(tǒng)時延校正模塊需要消耗有用信號能量的缺點(diǎn)，在時延校正模式下，為有源天線提供時延校正的射頻通道，在非時延校正模式下，射頻通道全部斷開，有效降低了有用信號的泄漏；

2)克服了傳統(tǒng)時延校正模塊僅支持發(fā)射或接收單一模式的缺點(diǎn)，通過開關(guān)單元的開關(guān)切換，可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)共用；

3)克服了傳統(tǒng)時延校正模塊降低天線收發(fā)隔離度的缺點(diǎn)，在非時延校正模式下，時延校正通路全部斷開，可以有效防止形成有用信號的泄漏通路；

4)將本發(fā)明應(yīng)用于某衛(wèi)星有源天線中，已成功通過在軌飛行驗(yàn)證。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的收發(fā)共用時延校正模塊的原理框圖；

圖2為本發(fā)明收發(fā)共用時延校正模塊與有源天線的連接框圖；

圖3為本發(fā)明的收發(fā)共用時延校正模塊耦合器電原理圖；

圖4為本法明的收發(fā)共用時延校正模塊開關(guān)單元電原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型設(shè)計一種收發(fā)共用時延校正器，如圖1、2所示，該時延校正器由一個開關(guān)單元和兩個耦合器(記為發(fā)射耦合器和接收耦合器)組成。耦合器安裝在有源天線的發(fā)射和接收通道上，開關(guān)單元連接有源天線的發(fā)射端口、接收端口以及校正端口。通過耦合器的信號耦合和開關(guān)單元的開關(guān)切換，可以分別在有源天線中形成發(fā)射和接收時延校正回路，用于配合信號處理終端完成發(fā)射時延校正和接收時延校正。在非時延校正工作狀態(tài)下，通過開關(guān)單元的切換，可以使原校正通道斷開，消除了信號泄漏通路，不會惡化原系統(tǒng)的收發(fā)隔離度。整個時延校正模塊的原理框圖如圖1所示。時延校正模塊與有源天線的連接關(guān)系如圖2所示。

耦合器設(shè)計在有源天線的發(fā)射射頻接口和接收射頻接口上，其作用是為有源天線射頻主體部分與時開關(guān)單元之間建立雙向射頻傳輸通道。耦合器電路為微帶定向耦合器形式，由兩條等寬的微帶傳輸線組成形成四個端口，分別是輸入端、直通端、隔離端、耦合端；其電路示意圖如圖3所示。在發(fā)射支路上，由天線發(fā)射射頻接口發(fā)來的信號從發(fā)射耦合器直通端進(jìn)入，發(fā)射耦合器的輸入端輸出給有源天線的發(fā)射通道，發(fā)射耦合器的耦合端連接開關(guān)單元的接收端。在接收支路上，信號從天線接收通道輸入到接收耦合器的輸入端，從接收耦合器的直通端輸出給天線的接收射頻接口。接收耦合器的隔離端連接開關(guān)單元的發(fā)射端。

開關(guān)單元為時延校正提供射頻通道，其原理框圖如圖4所示。開關(guān)單元對外提供3個射頻接口，分別是接收端、發(fā)射端和校正天線端口。這三個端口分別連接發(fā)射耦合器的耦合端，接收耦合器的隔離端以及校正天線。開關(guān)單元主要由射頻電路部分和低頻電源兩部分組成。開關(guān)單元射頻部分由三組單刀雙擲開關(guān)(按照圖中所示分別記為開關(guān)1、開關(guān)2、開關(guān)3)和若干衰減器組成。通過切換三個開關(guān)的狀態(tài)，可以將校正天線端口與接口耦合器端口連通，或者是將校正天線端口與發(fā)射耦合器端口連通，兩種不同的連通狀態(tài)與耦合器、校正天線配合，就能夠分別提供發(fā)射時延校正和接收時延校正的射頻通路。在非時延校正模式下，三個開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，三個射頻端口間的隔離度均達(dá)到最大，可以有效防止形成有用信號的泄漏通路。

射頻部分由三個個單刀雙擲開關(guān)和若干衰減器組成，單刀雙擲開關(guān)可實(shí)現(xiàn)射頻通道的切換，衰減器一方面可實(shí)現(xiàn)時延校正信號功率的配平，一方面可用于提高通道隔離度。為方便時延校正信號功率的配平，所使用的三組衰減器中各包含一只可調(diào)衰減器，在確定功率配平所需的衰減量后，通過將可調(diào)衰減器控制端的控制電壓上拉或下拉的方式固定衰減量。

低頻電路由電源控制驅(qū)動電路構(gòu)成，其中主要包括電源去耦電路、開關(guān)驅(qū)動電路等，滿足時延校正對時延校正通道切換的要求。電源去耦電路由一組容值不同的電容組成，用于減小電源紋波對于開關(guān)以及開關(guān)驅(qū)動電路性能的影響；開關(guān)驅(qū)動電路由單片電路構(gòu)成，為微波開關(guān)提供足夠的電流驅(qū)動能力。

綜上，通過本法明的收發(fā)共用時延校正器可以實(shí)現(xiàn)有源天線發(fā)射和接收時延的在軌校正。

本實(shí)用新型未詳細(xì)說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。