CN214045616U - 一种收发子系统高精度微波内定标器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络、发射通道、接收通道和衰减网络；开关网络包括第一开关、结构相同的第一开关模块和第二开关模块；本实用新型可接收中频发射信号转换为主信号发射，可向天线发射的发射校准信号，还可进行自校准，可接收天线发出的接收校准信号转为中频接收信号，也可接收射频输入信号变频为中频接收信号输送。本实用新型提供一种收发子系统高精度微波内定标器，将五级开关、三级衰减器、校准源发射通道和接收通道集成于一体，由于产品采用模块化设计，各端口匹配良好，各部分通过刚性电缆互联，实现收发子系统高精度定标，同时满足系统环境条件需求。

Description

一种收发子系统高精度微波内定标器

技术领域

本实用新型涉及检测或校准装置技术领域，具体涉及一种收发子系统高精度微波内定标器。

背景技术

收发子系统通过高精度定标器获取收发子系统自身参数，该参数的准确性与稳定性将直接决定收发子系统的测量精度。高精度定标器采用系统内部的传感器，对收发子系统的发射功率、接收性能、TR 组件相对幅相误差、内部环境温度等相关参数进行测量，测量结果以遥测数据的形式下传至地面，用于分析系统在轨性能。现有的定标系统中，机械开关体积大、功耗大、多级级联复杂、产品一体化集成性差等缺点；校准源输出很难保证低杂散高稳定性输出；接收通道受放大器等芯片性能制约，无法保证其增益随温度的波动。

发明内容

本实用新型是为了解决现有定标系统体积大、不能高稳定性输出和接收通道增益不能随温度波动的问题，提供一种收发子系统高精度微波内定标器，将五级开关、三级衰减器、校准源发射通道和接收通道集成于一体，由于产品采用模块化设计，各端口匹配良好，各部分通过刚性电缆互联，实现收发子系统高精度定标，同时满足系统环境条件需求。

本实用新型提供一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络、发射通道、接收通道和衰减网络；

开关网络与发射通道、接收通道、衰减网络和天线均电连接，发射通道与系统发射链路电连接，接收通道与系统接收链路电连接；

开关网络包括第一开关，与第一开关均相连且结构相同的第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块与发射通道、衰减网络均电连接；第二开关模块与接收通道、衰减网络均电连接；

开关网络用于选通，开关网络用于接收发射通道发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给天线，开关网络用于接收发射通道发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给衰减网络，开关网络用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给衰减网络，开关网络用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道；开关网络用于接收从衰减网络发送的接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道；

发射通道用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为主信号向系统发射链路输出，发射通道用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为发射校准信号向开关网络输出，主信号和发射校准信号均为射频信号；

接收通道用于接收系统接收链路发送的射频输入信号并变频为中频接收信号向外界输出，接收通道用于接收开关网络输出的接收校准信号并变频为中频接收信号向外界输出；

衰减网络用于接收开关网络发送的发射校准信号将发射校准信号衰减后生成接收校准信号，并将接收校准信号输出给开关网络，衰减网络用于接收开关网络发送的接收校准信号并进行衰减。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，衰减网络包括依次相连的第一衰减模块、第二衰减模块和第三衰减模块。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，第一开关模块包括级联的一级开关和二级开关，第一开关模块独立封装。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，衰减网络和开关网络之间采用刚性电缆连接。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，接收通道内部设置有多级温度补偿器。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，发射通道和接收通道输入口采用高隔离开关。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，射频输入信号和接收校准信号为Ku/Ka频段射频信号，接收通道用于将接收的Ku/Ka频段射频信号下变频至S频段再下变频成中频接收信号，中频发射信号、中频接收信号均为120MHz中频信号。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，接收通道包括用于将Ku/Ka频段射频信号下变频至S频段的第一腔体和用于将S频段下变频成120MHz中频的第二腔体，衰减网络、开关网络、第一腔体和第二腔体均采用MIC工艺独立成腔。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，发射通道包括依次连接的第一滤波器、第一功率放大器、第一混频器、第二滤波器、第二功率放大器和发射通道开关；

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，接收通道包括依次连接的输入开关、第三滤波器、第一补偿器、第三功率放大器、第二补偿器、第三混频器、第四功率放大器、第四混频器、第五功率放大器和第三补偿器。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络、衰减网络、发射通道、接收通道，其中：

开关网络：由一个开关1两个开关2组成，通过发射通道，将发射校准信号通过开关网络输出，供给天线网络，对T/R组件的接收通道进行校准；将接收的校准信号通过开关网络，进入接收通道，对T/R 组件的发射通道进行校准。

衰减网络：由三个衰减模块组成，每个模块的衰减可调节范围为30dB，与开关网络通过开关互联，接收发射通道发射的校准信号，模拟整个链路的动态，进入接收通道。

发射通道：将120MHz中频发射信号fin两次上变频，120MHz上变频至S频段，再由S上变频至Ku/Ka频段射频信号，放大器并滤波，将末级放大器推至饱和，饱和深度3dB，经过开关切换至主信号ft或发射校准信号frt。

接收通道：将接收的Ku/Ka频段射频信号两次下变频，分别接收来自开关网络和衰减网络的Ku/Ka频段校准信号，下变频至S频段，再由S频段下变频至120MHz中频接收信号fout，其中包含对信号的放大和滤波等，通道内合理设计温度补偿器，对其增益稳定性进行控制，全温度范围内增益波动≤0.5dB。

在上述收发子系统高精度微波内定标器中，开关网络、衰减网络、 S到Ku/Ka频段上变频和Ku/Ka频段到S下变频采用MIC工艺独立成腔，并在不影响电性能的前提下，在腔体上局部镂空，有效减小体积、重量的增加，各模块之间采用刚性电缆连接，异形设计，在有限的空间内保证足够的转弯半径，提高可靠性。

本实用新型所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络、衰减网络、发射通道、接收通道，具体步骤如下：

(1)120MHz中频发射信号fin输入给发射通道，经过滤波、放大器、混频、再滤波、再放大、开关最后输出两路射频信号ft(主信号)和frt(校准信号)，通过开关切换分别供给主链路和校准链路，将开关前的末级放大器推至饱和状态，通过调整链路衰减值，将其饱和深度推至3～5dB，既保证发射通道杂散指标，又保证输出信号的稳定性。

(2)发射校准信号frt进入开关网络，经过开关1和开关2后，一分二，一路frt1供给天线，用于对相控阵收发子系统TR组件的各接收通道进行校准，一路frt2输入给衰减网络，用于该定标器的自校准。

(3)衰减网络接收开关网络的发射校准信号frt2，可通过衰减预置，调整信号强度，输出接收校准信号frr2进入该定标器的接收通道，进行该定标器的自校准。

(4)天线接收的接收校准信号frr1，经过开关网络的开关1和开关2，信号一分二，一路接收校准信号frr进入接收通道，对相控阵收发子系统TR组件的各发射通道进行校准，一路接收校准信号frr2与衰减网络连接，当开关切换至frr2时，衰减网络的衰减预置到最大，以达到良好的匹配效果。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本实用新型中的开关网络采用多级开关级联，各开关通过裸芯片设计结合MIC微组装工艺实现，独立封装的模块通过高隔离度刚性电缆互联，对刚性电缆特殊赋形设计，实现高隔离度、低插入损耗、小型化、高可靠的开关网络。

(2)本实用新型衰减网络采用MIC微组装工艺独立封装模块进行级联，采用高隔离度刚性电缆互联，对刚性电缆特殊赋形设计，节约空间并保证可靠性，实现高动态范围可调衰减网络。

(3)本实用新型发射通道输出信号稳定，全温度(-10～+45℃) 范围内功率波动＜0.5dB，接收通道采用多级温度补偿器，对放大器性能进行反向补偿，增益高达60dB的接收信道，全温度(-10～+45℃) 范围内增益波动＜0.5dB，另外发射通道输出和接收通道输入均采用高隔离度开关，可对主信号和校准信号进行快速切换，保证校准时收发隔离度。

附图说明

图1为一种收发子系统高精度微波内定标器实施例1系统链路图；

图2为一种收发子系统高精度微波内定标器实施例2系统链路图；

图3为一种收发子系统高精度微波内定标器实施例2发射通道链路图；

图4为一种收发子系统高精度微波内定标器实施例2接收通道链路图

图5为一种收发子系统高精度微波内定标器实施例2开关网络和衰减网络布局图。

附图标记：

1、开关网络；11、第一开关；12、第一开关模块；13、第二开关模块；2、发射通道；21、第一滤波器；22、第一功率放大器； 23、第一混频器；24、第二滤波器；25、第二功率放大器；26、发射通道开关；3、接收通道；31、输入开关；32、第三滤波器；33、第一补偿器；34、第三功率放大器；35、第二补偿器；36、第三混频器；37、第四功率放大器；38、第四混频器；39、第五功率放大器；3a、第三补偿器；4、衰减网络；41、第一衰减模块；42、第二衰减模块；43、第三衰减模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络1、发射通道2、接收通道3和衰减网络4；

开关网络1与发射通道2、接收通道3、衰减网络4和天线均电连接，发射通道2与系统发射链路电连接，接收通道3与系统接收链路电连接；

开关网络1包括第一开关11，与第一开关11均相连且结构相同的第一开关模块12和第二开关模块13，第一开关模块12与发射通道2、衰减网络4均电连接；第二开关模块13与接收通道3、衰减网络4 均电连接；

开关网络1用于选通，开关网络1用于接收发射通道2发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给天线，开关网络1用于接收发射通道2发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给衰减网络4，开关网络1用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给衰减网络4，开关网络1用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道3；开关网络1用于接收从衰减网络4发送的接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道3；

发射通道2用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为主信号向系统发射链路输出，发射通道2 用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为发射校准信号向开关网络1输出，主信号和发射校准信号均为射频信号；

接收通道3用于接收系统接收链路发送的射频输入信号并变频为中频接收信号向外界输出，接收通道3用于接收开关网络1输出的接收校准信号并变频为中频接收信号向外界输出；

实施例2

如图2所示，一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络1、发射通道2、接收通道3和衰减网络4；

开关网络1与发射通道2、接收通道3、衰减网络4和天线均电连接，发射通道2与系统发射链路电连接，接收通道3与系统接收链路电连接；

开关网络1包括第一开关11，与第一开关11均相连且结构相同的第一开关模块12和第二开关模块13，第一开关模块12与发射通道 2、衰减网络4均电连接；第二开关模块13与接收通道3、衰减网络4 均电连接；第一开关模块12包括级联的一级开关和二级开关，第一开关模块12独立封装；

开关网络1用于选通，开关网络1用于接收发射通道2发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给天线，开关网络1用于接收发射通道2发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给衰减网络4，开关网络1用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给衰减网络4，开关网络1用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道3；开关网络1用于接收从衰减网络4发送的接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道3；

如图3所示，发射通道2包括依次连接的第一滤波器21、第一功率放大器22、第一混频器23、第二滤波器24、第二功率放大器25和发射通道开关26；发射通道2用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为主信号通过发射通道开关26向系统发射链路输出，发射通道2用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为发射校准信号向开关网络 1输出，将发射通道开关26前的第二功率放大器25推至饱和状态，通过调整链路衰减值，将其饱和深度推至3～5dB，主信号和发射校准信号均为射频信号；发射通道2输入口采用高隔离开关；

如图4所示，接收通道3包括依次连接的输入开关31、第三滤波器32、第一补偿器33、第三功率放大器34、第二补偿器35、第三混频器36、第四功率放大器37、第四混频器38、第五功率放大器39和第三补偿器3a；接收通道3用于接收系统接收链路发送的射频输入信号并变频为中频接收信号向外界输出，接收通道3用于接收开关网络 1输出的接收校准信号并变频为中频接收信号向外界输出；接收通道3 内部设置有多级温度补偿器，对其增益稳定性进行控制，全温度范围内80dB增益波动≤0.5dB；接收通道3输入口采用高隔离开关；射频输入信号和接收校准信号为Ku/Ka频段射频信号，接收通道3用于将接收的Ku/Ka频段射频信号下变频至S频段再下变频成中频接收信号，中频发射信号、中频接收信号均为120MHz中频信号；如图5所示，接收通道3包括用于将Ku/Ka频段射频信号下变频至S频段的第一腔体和用于将S频段下变频成120MHz中频的第二腔体，衰减网络4、开关网络1、第一腔体和第二腔体均采用MIC工艺独立成腔；

衰减网络4包括依次相连的第一衰减模块41、第二衰减模块42 和第三衰减模块43；衰减网络4用于接收开关网络1发送的发射校准信号将发射校准信号，通过衰减预置，调整信号强度，衰减后生成接收校准信号，并将接收校准信号输出给开关网络1，衰减网络4用于接收开关网络1发送的接收校准信号，将衰减网络的衰减预置到最大，并进行衰减，作为自校准用；衰减网络4和开关网络1之间采用刚性电缆连接。

实施例1-2的使用方法为：

开关网络：由一个开关1两个开关2组成，通过发射通道，将发射校准信号通过开关网络输出，供给天线网络，对T/R组件的接收通道进行校准；将接收的校准信号通过开关网络，进入接收通道，对T/R 组件的发射通道进行校准。

衰减网络：由三个衰减模块组成，每个模块的衰减可调节范围为 30dB，与开关网络通过开关互联，接收发射通道发射的校准信号，模拟整个链路的动态，进入接收通道。

发射通道：将120MHz中频发射信号fin两次上变频，120MHz上变频至S频段，再由S上变频至Ku/Ka频段射频信号，放大器并滤波，将末级放大器推至饱和，饱和深度3dB，经过开关切换至主信号ft或发射校准信号frt。

接收通道：将接收的Ku/Ka频段射频信号两次下变频，分别接收来自开关网络和衰减网络的Ku/Ka频段校准信号，下变频至S频段，再由S频段下变频至120MHz中频接收信号fout，其中包含对信号的放大和滤波等，通道内合理设计温度补偿器，对其增益稳定性进行控制，全温度范围内增益波动≤0.5dB。

在上述收发子系统高精度微波内定标器中，开关网络、衰减网络、 S到Ku/Ka频段上变频和Ku/Ka频段到S下变频采用MIC工艺独立成腔，并在不影响电性能的前提下，在腔体上局部镂空，有效减小体积、重量的增加，各模块之间采用刚性电缆连接，异形设计，在有限的空间内保证足够的转弯半径，提高可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：包括开关网络(1)、发射通道(2)、接收通道(3)和衰减网络(4)；

所述开关网络(1)与所述发射通道(2)、所述接收通道(3)、所述衰减网络(4)和天线均电连接，所述发射通道(2)与系统发射链路电连接，所述接收通道(3)与系统接收链路电连接；

所述开关网络(1)包括第一开关(11)，与所述第一开关(11)均相连且结构相同的第一开关模块(12)和第二开关模块(13)，所述第一开关模块(12)与所述发射通道(2)、所述衰减网络(4)均电连接；所述第二开关模块(13)与所述接收通道(3)、所述衰减网络(4)均电连接；

所述开关网络(1)用于选通，所述开关网络(1)用于接收所述发射通道(2)发送的发射校准信号并将所述发射校准信号发送给所述天线，所述开关网络(1)用于接收所述发射通道(2)发送的所述发射校准信号并将所述发射校准信号发送给所述衰减网络(4)，所述开关网络(1)用于从所述天线接收接收校准信号并将所述接收校准信号发送给所述衰减网络(4)，所述开关网络(1)用于从所述天线接收所述接收校准信号并将所述接收校准信号发送给所述接收通道(3)；所述开关网络(1)用于接收从所述衰减网络(4)发送的所述接收校准信号并将所述接收校准信号发送给所述接收通道(3)；

所述发射通道(2)用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为主信号向所述系统发射链路输出，所述发射通道(2)用于接收所述中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为所述发射校准信号向所述开关网络(1)输出，所述主信号和所述发射校准信号均为射频信号；

所述接收通道(3)用于接收所述系统接收链路发送的射频输入信号并变频为中频接收信号向外界输出，所述接收通道(3)用于接收所述开关网络(1)输出的所述接收校准信号并变频为所述中频接收信号向外界输出；

所述衰减网络(4)用于接收所述开关网络(1)发送的所述发射校准信号将所述发射校准信号衰减后生成所述接收校准信号，并将所述接收校准信号输出给所述开关网络(1)，所述衰减网络(4)用于接收所述开关网络(1)发送的所述接收校准信号并进行衰减。

2.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述衰减网络(4)包括依次相连的第一衰减模块(41)、第二衰减模块(42)和第三衰减模块(43)。

3.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述第一开关模块(12)包括级联的一级开关和二级开关，所述第一开关模块(12)独立封装。

4.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述衰减网络(4)和所述开关网络(1)之间采用刚性电缆连接。

5.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述接收通道(3)内部设置有多级温度补偿器。

6.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述发射通道(2)和所述接收通道(3)输入口采用高隔离开关。

7.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述射频输入信号和所述接收校准信号为Ku/Ka频段射频信号，所述接收通道(3)用于将接收的所述Ku/Ka频段射频信号下变频至S频段再下变频成所述中频接收信号，所述中频发射信号、所述中频接收信号均为120MHz中频信号。

8.根据权利要求7所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述接收通道(3)包括用于将所述Ku/Ka频段射频信号下变频至所述S频段的第一腔体和用于将所述S频段下变频成120MHz中频的第二腔体，所述衰减网络(4)、所述开关网络(1)、所述第一腔体和所述第二腔体均采用MIC工艺独立成腔。

9.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述发射通道(2)包括依次连接的第一滤波器(21)、第一功率放大器(22)、第一混频器(23)、第二滤波器(24)、第二功率放大器(25)和发射通道开关(26)。

10.根据权利要求1所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，其特征在于：所述接收通道(3)包括依次连接的输入开关(31)、第三滤波器(32)、第一补偿器(33)、第三功率放大器(34)、第二补偿器(35)、第三混频器(36)、第四功率放大器(37)、第四混频器(38)、第五功率放大器(39)和第三补偿器(3a)。

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