多波段电子对抗射频收发装置及方法转让专利
申请号 : CN201911173712.2
文献号 : CN110995309B
文献日 : 2021-06-18
发明人 : 梁洪艳 , 孙增 , 王森 , 王杨 , 郭俊伟 , 薄淑华
申请人 : 北京振兴计量测试研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种多波段电子对抗射频收发装置,其特征在于,所述装置包括:电源控制模块,用于当所述装置用于接收射频信号时,切换接收/发射开关至接收状态;还用于当所述装置用于发射射频信号时,切换所述接收/发射开关至发射状态;
射频信号接收模块,用于当所述装置用于接收射频信号时,将射频输入信号调频至目标波段,并经处于接收状态的所述接收/发射开关后,由所述电源控制模块根据所述目标波段的信号所处的波段范围选择接收/发射共用模块中的相应频率源,所述目标波段的信号与所述频率源进行混频,生成中频输出信号;所述射频信号接收模块包括:第一接收通道,第一混频器;其中,所述第一接收通道用于接收所述射频输入信号,当检测到所述射频输入信号不在所述目标波段范围内时,由所述电源控制模块控制将所述射频输入信号经所述第一混频器调频至目标波段;所述第一接收通道包括第一限幅放大器、第一波段开关;所述射频信号接收模块还包括第一微波开关;所述第一限幅放大器的输入端用于接收所述射频输入信号、输出端与所述第一波段开关的输入端相连;所述第一波段开关的第一输出端用于输出处于目标波段的信号、第二输出端用于输出处于非目标波段的信号;所述第一波段开关的第一输出端与所述第一微波开关的第一输入端相连;所述第一波段开关的第二输入端经所述第一混频器后与所述第一微波开关的第二输入端相连;所述第一微波开关的输出端与所述接收/发射开关处于接收状态时的输入端相连;
所述电源控制模块,还用于当所述装置用于发射射频信号时,根据中频输入信号所处的波段范围选择所述接收/发射共用模块中的相应频率源,所述中频输入信号与所述频率源进行混频,并经处于发射状态的所述接收/发射开关后输入至射频信号发射模块,由所述射频信号发射模块调频至目标射频波段,生成射频输出信号。
2.根据权利要求1所述的多波段电子对抗射频收发装置,其特征在于,所述射频信号接收模块还包括:第二接收通道、通道开关;
基于检测到的接收所述射频输入信号的接收通道,所述电源控制模块通过切换所述通道开关选通相应的接收通道。
3.根据权利要求2所述的多波段电子对抗射频收发装置,其特征在于,所述第二接收通道包括第二限幅放大器、第二波段开关;所述通道开关包括第一通道开关、第二通道开关;
其中,
所述第二限幅放大器的输入端也用于接收所述射频输入信号、输出端与所述第二波段开关的输入端相连;
所述第二波段开关的第一输出端用于输出处于目标波段的信号、第二输出端用于输出处于非目标波段的信号;
所述第一波段开关的第一输出端、所述第二波段开关的第一输出端分别与所述第一通道开关的第一输入端、第二输入端相连;
所述第一波段开关的第二输出端、所述第二波段开关的第二输出端分别与所述第二通道开关的第一输入端、第二输入端相连;
所述第一通道开关的输出端与所述第一微波开关的第一输入端相连;所述第二通道开关的输出端经所述第一混频器后与所述第一微波开关的第二输入端相连;
所述电源控制模块通过切换所述第一波段开关、第二波段开关、第一微波开关的导通状态,将所述射频输入信号调频至所述目标波段。
4.根据权利要求1‑3中任一项所述的多波段电子对抗射频收发装置,其特征在于,射频信号发射模块包括第三波段开关、第三混频器、第三微波开关、第一可调衰减器、功率放大器;其中,
所述接收/发射开关处于发射状态时的输出端与所述第三波段开关的输入端相连;所述第三波段开关的第一输出端用于输出与所述中频输入信号混频后的信号波段相同的目标射频信号、第二输出端用于输出与所述中频输入信号混频后的信号波段不同的目标射频信号;
所述第三波段开关的第一输出端与所述第三微波开关的第一输入端相连;所述第三波段开关的第二输出端经所述第三混频器后与所述第三微波开关的第二输入端相连;
所述第三微波开关的输出端依次经所述第一可调衰减器、功率放大器后生成射频输出信号。
5.根据权利要求4所述的多波段电子对抗射频收发装置,其特征在于,所述电源控制模块通过判断要求输出的射频输出信号与所述中频输入信号混频后的信号是否处于同一波段,切换所述第三波段开关、所述第三微波开关的导通状态,将所述中频输入信号混频后的信号调频至所述目标射频波段。
6.根据权利要求5所述的多波段电子对抗射频收发装置,其特征在于,所述接收/发射共用模块包括:信道滤波器、多路信道、多路射频检波器、第二微波开关、第二可调衰减器、第二混频器、中频放大器、多点频率源;其中,所述信道滤波器的一端分别与所述接收/发射开关处于接收状态时的输出端、处于发射状态时的输入端相连;所述信道滤波器的另一端包含多个端口,分别对应于多路信道中每路信道的一端;所述第二微波开关的一端设置有多个端口,分别对应于所述多路信道中每路信道的另一端;
所述第二微波开关的另一端设置有两个端口,一个端口依次经第二可调衰减器、第二混频器后与所述中频放大器的一端相连,另一个端口直接与所述中频放大器的一端相连,所述中频放大器的另一端包含两个端口,一个端口用于输出所述中频输出信号,另一个端口用于输入所述中频输入信号;
所述多路信道,分别对应于不同的波段范围;
所述多点频率源,用于提供适配于各路信道波段范围的本振信号;
所述多路射频检波器,对应于所述多路信道,用于对所述信道滤波器发送至各信道的信号进行检波,并将检波结果发送至所述电源控制模块。
7.根据权利要求6所述的多波段电子对抗射频收发装置,其特征在于,当所述电源控制模块切换所述接收/发射开关至接收状态后,还控制多路信道检波结果最大值对应的信道的另一端与所述第二微波开关的一端的相应端口相连;并控制所述多点频率源提供适配于当前信道波段范围的频率源;
当所述电源控制模块切换所述接收/发射开关至发射状态后,还根据中频输入信号所属的波段范围,控制适配于当前信道波段范围的信道的另一端与所述第二微波开关的相应端口相连;并控制所述多点频率源提供适配于当前信道波段范围的频率源。
8.一种使用权利要求1所述的多波段电子对抗射频收发装置的多波段电子对抗射频收发方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:当所述装置用于接收射频信号时,电源控制模块切换接收/发射开关至接收状态,并判断射频输入信号是否处于目标波段,若否,则将所述射频输入信号调频至目标波段;射频信号接收模块输出处于目标波段的信号,经处于接收状态的所述接收/发射开关后,由所述电源控制模块根据所述目标波段的信号所处的波段范围选择所述接收/发射共用模块中的相应频率源,所述目标波段的信号与所述频率源进行混频,生成中频输出信号;
当所述装置用于发射射频信号时,电源控制模块切换所述接收/发射开关至发射状态,并根据中频输入信号所处的波段范围选择所述接收/发射共用模块中的相应频率源,所述中频输入信号与所述频率源进行混频,并经处于发射状态的所述接收/发射开关后输入至射频信号发射模块,由所述射频信号发射模块调频至目标射频波段,生成射频输出信号。
说明书 :
多波段电子对抗射频收发装置及方法
技术领域
背景技术
个方面,并对武器平台的作战效能起着决定性作用。因此,战争双方围绕争夺制电磁权的斗
争愈演愈烈,电子对抗已经成为主宰战场的“灵魂”,已经成为现代战争的核心内容,在战争
中发挥了决定性作用。
产生的干扰中频信号,生成射频干扰信号。
发明内容
据所述目标波段的信号所处的波段范围选择接收/发射共用模块中的相应频率源,所述目
标波段的信号与所述频率源进行混频,生成中频输出信号;
频率源进行混频,并经处于发射状态的所述接收/发射开关后输入至射频信号发射模块,由
所述射频信号发射模块调频至目标射频波段,生成射频输出信号。
调频至目标波段。
的目标射频信号、第二输出端用于输出与所述中频输入信号混频后的信号波段不同的目标
射频信号;
态,将所述中频输入信号混频后的信号调频至所述目标射频波段。
道中每路信道的一端;所述第二微波开关的一端设置有多个端口,分别对应于所述多路信
道中每路信道的另一端;
端相连,所述中频放大器的另一端包含两个端口,一个端口用于输出所述中频输出信号,另
一个端口用于输入所述中频输入信号;
控制所述多点频率源提供适配于当前信道波段范围的频率源;
相应端口相连;并控制所述多点频率源提供适配于当前信道波段范围的频率源。
段;所述射频信号接收模块输出处于目标波段的信号,经处于接收状态的所述接收/发射开
关后,由所述电源控制模块根据所述目标波段的信号所处的波段范围选择所述接收/发射
共用模块中的相应频率源,所述目标波段的信号与所述频率源进行混频,生成中频输出信
号;
率源,所述中频输入信号与所述频率源进行混频,并经处于发射状态的所述接收/发射开关
后输入至射频信号发射模块,由所述射频信号发射模块调频至目标射频波段,生成射频输
出信号。
射共用模块,实现了接收/发射过程中部分射频功能的共同,能够有效简化射频收发装置结
构,实现组件的小型化,同时节约了成本;此外,该装置接收的射频信号的频率可覆盖多个
波段,通过对输入的多波段信号进行频带归一化处理,将其调频至同一目标波段,使得后期
的处理过程基于目标波段的信号进行,有效缩小了接收/发射共用模块处理的信号波段范
围,便于对多波段信号的统一处理。同时,上述多波段电子对抗射频收发装置可采用微组装
工艺设计,将微波裸芯片通过共晶直接装配在电路软基板上,大大节约了微波布局空间,同
时信道滤波器、中频放大器和射频检波器等器件内嵌入微组装的结构体里,通过金丝键合
的方式和其它部分互联,实现了组件的小型化和高集成度设计。
易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以
及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
具体实施方式
收/发射开关至接收状态;还用于当所述装置用于发射射频信号时,切换所述接收/发射开
关至发射状态;所述射频信号接收模块,用于当所述装置用于接收射频信号时,将所述射频
输入信号调频至目标波段,并经处于接收状态的所述接收/发射开关后,由所述电源控制模
块根据所述目标波段的信号所处的波段范围选择接收/ 发射共用模块中的相应频率源,所
述目标波段的信号与所述频率源进行混频(此时是下变频),生成中频输出信号;所述电源
控制模块还用于当所述装置用于发射射频信号时,根据所述中频输入信号所处的波段范围
选择所述接收/发射共用模块中的相应频率源,所述中频输入信号与所述频率源进行混频
(此时是上变频),并经处于发射状态的所述接收/发射开关后输入至射频信号发射模块,由
所述射频信号发射模块调频至目标射频波段,生成射频输出信号。
中设置了所述接收/发射共用模块,实现了接收/发射过程中部分射频功能的共同,能够有
效简化射频收发装置结构,实现器件的小型化,同时节约了成本;此外,该装置接收的射频
信号的频率可覆盖多个波段,通过对输入的多波段信号进行频带归一化处理,将其调频至
同一目标波段,使得后期的处理过程基于目标波段的信号进行,有效缩小了接收/发射共用
模块处理的信号波段范围,便于对多波段信号的统一处理。
内时,所述电源控制模块将所述射频输入信号经所述第一混频器调频至目标波段。具体地,
所述第一接收通道包括第一限幅放大器、第一波段开关;所述射频信号接收模块还包括第
一微波开关;所述第一限幅放大器的输入端用于接收所述射频输入信号、输出端与所述第
一波段开关的输入端相连;所述第一波段开关的第一输出端用于输出处于目标波段的信
号、第二输出端用于输出处于非目标波段的信号;所述第一波段开关的第一输出端与所述
第一微波开关的第一输入端相连;所述第一波段开关的第二输入端经所述第一混频器后与
所述第一微波开关的第二输入端相连;所述第一微波开关的输出端与所述接收/发射开关
处于接收状态时的输入端相连。单通道接收时的多波段电子对抗射频收发装置结构示意图
如图2所示。
来判断射频输入信号的有无、以及射频输入信号所处的波段,并根据射频输入信号所处的
波段,进而切换第一波段开关和第一微波开关,具体地:
接经第一波段开关、第一微波开关后输出;当电源控制模块的判断结果为:存在射频输入信
号、且该射频输入信号处未于目标波段时,切换第一波段开关、第一微波开关的导通状态,
使得限幅放大后的射频输入信号依次经第一波段开关、第一混频放大器、第一微波开关后
输出;其中,第一混频放大器通过对未处理目标波段的信号进行混频,使得混频后的信号处
于目标波段;
时,当射频输入信号为F1或F2波段的信号时,需要利用第一混频器对其进行上变频;将其变
频至F3波段。可以通过固定点源为第一混频器提供本振信号。
的方位。因此,在实际设计过程中,可以利用射频信号接收模块接收两路或多路射频输入信
号。当设置双通道接收时,所述射频信号接收模块还包括:第二接收通道、通道开关;基于检
测到的接收所述射频输入信号的接收通道,所述电源控制模块通过切换所述通道开关选通
相应的接收通道。具体地,所述第二接收通道包括第二限幅放大器、第二波段开关;所述通
道开关包括第一通道开关、第二通道开关;其中,所述第二限幅放大器的输入端也用于接收
所述射频输入信号、输出端与所述第二波段开关的输入端相连;所述第二波段开关的第一
输出端用于输出处于目标波段的信号、第二输出端用于输出处于非目标波段的信号;所述
第一波段开关的第一输出端、所述第二波段开关的第一输出端分别与所述第一通道开关的
第一输入端、第二输入端相连;所述第一波段开关的第二输出端、所述第二波段开关的第二
输出端分别与所述第二通道开关的第一输入端、第二输入端相连;所述第一通道开关的输
出端与所述第一微波开关的第一输入端相连;所述第二通道开关的输出端经所述第一混频
器后与所述第一微波开关的第二输入端相连。
通道对应的射频检波信号;电源控制模块根据两个接收通道对应的射频检波信号的幅度信
息来判断射频输入信号的有无、以及射频输入信号所处的波段;并基于接收所述射频输入
信号的接收通道,通过切换所述通道开关选通相应的接收通道(同时控制第一通道开关、第
二通道开关的切换)。接着再根据射频输入信号所处的波段判断第一波段开关、第二波段开
关、第一微波开关的导通状态,该过程可参考上述单接收通道的射频信号接收模块的工作
过程实现。
接收通道将第一通道开关、第二通道开关置于相应的档位。多路通道可共用第一混频器、第
一微波开关,能够有效节约器件的使用,便于器件的小型化。
多路射频检波器、第二微波开关、第二可调衰减器、第二混频器、中频放大器、多点频率源;
其中,所述信道滤波器的一端分别与所述接收/发射开关处于接收状态时的输出端、处于发
射状态时的输入端相连;所述信道滤波器的另一端包含多个端口,分别对应于多路信道中
每路信道的一端;所述第二微波开关的一端设置有多个端口,分别对应于所述多路信道中
每路信道的另一端;所述第二微波开关的另一端设置有两个端口,一个端口依次经第二可
调衰减器、第二混频器后与所述中频放大器的一端相连,另一个端口直接与所述所述中频
放大器的一端相连,所述中频放大器的另一端包含两个端口,一个端口用于输出所述中频
输出信号,另一个端口用于输入所述中频输入信号;所述多路信道,分别对应于不同的波段
范围;所述多点频率源,用于提供适配于各路信道波段范围的本振信号;所述多路射频检波
器,对应于所述多路信道,用于对所述信道滤波器发送至各信道的信号进行检波,根据检波
电平的大小判断信号所处的频段,并将检波结果发送至所述电源控制模块。优选地,上述接
收/发射开关中处于接收状态时的输出端、处于发射状态时的输入端可以为同一端口,此时
接收/发射开关可以采用单刀双掷开关实现。
标波段划分为四段,第二微波开关为四选一开关,相应地,设置四点频率源为划分后的信号
提供相应的本振信号。图4为本发明实施例中射频检波器的电路图。
并将分段滤波结果发送至相应的信道,当确定某一信道检波结果最大值时,表明信号集中
于当前分段后更窄的一个波段范围,并由此确定与当前信号进行混频的频率源,由该频率
源为信道输出的信号混频提供本振信号;相应信道的输出信号依次经第二微波开关、第二
可调衰减器衰减、与第二混频器混频、中频放大器放大后,得到中频输出信号。这个过程中
电源控制模块的控制过程说明如下:当所述电源控制模块切换所述接收/发射开关至接收
状态后,还控制多路信道检波结果最大值对应的信道的另一端与所述第二微波开关的一端
的相应端口相连;并控制所述多点频率源提供适配于当前信道波段范围的频率源。优选地,
当将F3波段作为目标波段时,由信道滤波器对F3波段按照一定规则进行细分,将其细分为
更小范围的波段,以便通过信道检测更好地确定接收/发射开关接收的信号所处的具体波
段,并为其提供针对性的频率源。优选地,电源控制模块还根据对于中频输出信号的要求,
调节第一可调衰减器的衰减值。
另一端与所述第二微波开关的相应端口相连;并控制所述多点频率源提供适配于当前信道
波段范围的频率源。由选定的频率源提供本振信号,中频输入信号经中频放大器放大后与
该本振信号进行混频,并经微波开关、相应信道后输入至信道滤波器,由信道滤波器滤波后
发送至接收/发射开关;此时接收/发射开关处于发射状态,可以将滤波后的信号发送至射
频信号发射模块。
减器、功率放大器;其中,所述接收/发射开关处于发射状态时的输出端与所述第三波段开
关的输入端相连;所述第三波段开关的第一输出端用于输出与所述中频输入信号混频后的
信号波段相同的目标射频信号、第二输出端用于输出与所述中频输入信号混频后的信号波
段不同的目标射频信号;所述第三波段开关的第一输出端与所述第三微波开关的第一输入
端相连;所述第三波段开关的第二输出端经所述第三混频器后与所述第三微波开关的第二
输入端相连;所述第三微波开关的输出端依次经所述第一可调衰减器、功率放大器后生成
射频输出信号。所述电源控制模块通过判断要求输出的射频输出信号与所述中频输入信号
混频后的信号是否处于同一波段,切换所述第三波段开关、所述第三微波开关的导通状态,
将所述中频输入信号混频后的信号调频至所述目标射频波段。电源控制模块还根据对于射
频输出信号的要求,调节第二可调衰减器的衰减值。
器的控制)也为另外的5位控制信号。
频检波器等器件内嵌入微组装的结构体里,通过金丝键合的方式和其它部分互联,实现了
组件的小型化和高集成度设计。电源控制模块可布局在组件的背面,正反面分别通过绝缘
子键合金丝的方式,避免了微波泄露,为组件提供电源和控制逻辑信号。收发组件和电子对
抗主机通过高低频混装连接器连接,既可以通过控制和电源信号,也可以通过射频信号,进
一步实现了组件的小型号、高集成度设计。图5为本发明实施例中的多波段电子对抗射频收
发装置内部局部实物图;图6为本发明实施例中的多波段电子对抗射频收发装置外部实物
图。设置出的多波段电子对抗射频收发装置体积可为 67mm×17mm×233mm。
信号所处的频段,同时引导四点频率源进行本振频率点的切换,完成信号的下变频,生成
1GHz的中频信号,进入中频后将信号分为50个信道,噪声带宽Bn为20MHz,其噪声功率:
316dB=3.1dB,因此可以满足低噪声系数的指标要求。
的控制,可实现对衰减的精确控制,组件可实现50dB动态输入。
段;所述射频信号接收模块输出处于目标波段的信号,经处于接收状态的所述接收/发射开
关后,由所述电源控制模块根据所述目标波段的信号所处的波段范围选择所述接收/发射
共用模块中的相应频率源,所述目标波段的信号与所述频率源进行混频,生成中频输出信
号;
率源,所述中频输入信号与所述频率源进行混频,并经处于发射状态的所述接收/发射开关
后输入至射频信号发射模块,由所述射频信号发射模块调频至目标射频波段,生成射频输
出信号。
述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
都应涵盖在本发明的保护范围之内。