一种Ka频段标准化四通道发射组件转让专利
申请号 : CN202010333181.5
文献号 : CN111697978B
文献日 : 2021-07-09
发明人 : 李洪涛 , 贾建鹏 , 刘德喜 , 祝大龙
申请人 : 北京遥测技术研究所 , 航天长征火箭技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种Ka频段标准化四通道发射组件,其特征在于:包括第一级放大器A0、第二级放大器A1、第二级放大器A2、第二级放大器A3、第二级放大器A4、功分器D0、功分器D1、功分器D2、移相衰减集成芯片Z1、移相衰减集成芯片Z2、移相衰减集成芯片Z3、移相衰减集成芯片Z4、负电保护芯片C1、供电控制单元C2,其中:所述第一级放大器A0接收射频输入信号,对该输入信号放大处理后发送至滤波器F滤波处理,所得滤波后射频信号通过功分器D0、功分器D1、功分器D2均分,均分后射频信号通过对应输出分路处于导通状态下的移相衰减集成芯片进行移相衰减调制,并通过对应输出分路第二级放大器进行二次放大处理获取射频输出信号;
所述移相衰减集成芯片Z1、移相衰减集成芯片Z2、移相衰减集成芯片Z3、移相衰减集成芯片Z4分别接收片选信号CS1、片选信号CS2、片选信号CS3、片选信号CS4,根据对应片选信号电平状态控制导通状态,若片选信号为高电平,则该移相衰减集成芯片关断,若片选信号为低电平,则该移相衰减集成芯片导通;导通后移相衰减集成芯片同时接收时钟信号CLK、包含移相衰减信息的外部指令数据D及锁存信号LD,在负电信号Vg供电作用下进行数据锁存后向供电控制单元C2发送高电平供电控制信号;
所述负电保护芯片C1接收负电信号Vg及正电信号VD,并向供电控制单元C2发送转化后的正电信号Vd,所述供电控制单元C2同时接收导通后的移相衰减集成芯片发送的高电平供电控制信号并输出为对应输出分路的第二级放大器进行供电的正电信号。
2.根据权利要求1所述的一种Ka频段标准化四通道发射组件,其特征在于:所述功分器D0将滤波器F滤波处理后射频信号均分为两路,所得两路信号分别经功分器D1、功分器D2均分为两路射频信号。
3.根据权利要求1所述的一种Ka频段标准化四通道发射组件,其特征在于:所述均分后射频信号为四路信号,移相衰减集成芯片Z1与第二级放大器A1、移相衰减集成芯片Z2与第二级放大器A2、移相衰减集成芯片Z3与第二级放大器A3、移相衰减集成芯片Z4与第二级放大器A4于各自输出分路中一一对应。
4.根据权利要求1所述的一种Ka频段标准化四通道发射组件,其特征在于:所述供电控制单元C2包括PMOS晶体管T1、PMOS晶体管T2、PMOS晶体管T3、PMOS晶体管T4、反相器G1、反相器G2、反相器G3、反相器G4,反相器G1及PMOS晶体管T1、反相器G2及PMOS晶体管T2、反相器G3及PMOS晶体管T3、反相器G4及PMOS晶体管T4一一对应连接,所述PMOS晶体管T1、PMOS晶体管T2、PMOS晶体管T3、PMOS晶体管T4并联,各PMOS晶体管漏极均接收正电信号Vd,所述移相衰减集成芯片发送的高电平供电控制信号经过对应反相器转化为低电平信号,所述低电平信号输出至对应PMOS晶体管的栅极导通该晶体管,所述正电信号Vd经PMOS晶体管调制后分别输出正电信号Vd1或正电信号Vd2或正电信号Vd3或正电信号Vd4为对应输出分路的第二级放大器供电。
5.根据权利要求1所述的一种Ka频段标准化四通道发射组件,其特征在于:所述射频信号均通过微带传输线W1~W9进行传输,所述片选信号、正电信号VD、负电信号Vg、时钟信号CLK、锁存信号LD、外部指令数据D均通过接插件X0提供,所述射频输出信号分别通过对应输出分路的射频输出端口X1或X2或X3或X4输出,所述射频输入信号通过射频输入端口W10发送至第一级放大器A0。
说明书 :
一种Ka频段标准化四通道发射组件
技术领域
背景技术
踪、空域滤波、多波束快速扫描、指向灵活、可靠性高等优势,成为当今雷达探测领域的主要
发展方向。位于相控阵雷达前端的发射组件是其核心部件之一,是天线辐射幅度及相位的
主要控制部分,承担着发射信号的滤波放大、波束形成和扫描所需的幅相控制等功能,对整
个相控阵系统的性能起到决定性作用,并且是相控阵雷达的主要成本及体积占用所在。通
常大型有源相控阵雷达阵面包含成千甚至上万多路通道单元,且阵面多为不规则形状,如
果针对不规则形状的区域分别进行组件设计,不仅组件种类多样工作量大,且设计难度高,
将大大提高人力设计成本,降低生产装配效率并影响整机系统可靠性。
发明内容
通道发射组件。
集成芯片Z1、移相衰减集成芯片Z2、移相衰减集成芯片Z3、移相衰减集成芯片Z4、负电保护
芯片C1、供电控制单元C2,其中:
通过对应输出分路处于导通状态下的移相衰减集成芯片进行移相衰减调制,并通过对应输
出分路第二级放大器进行二次放大处理获取射频输出信号;
选信号电平状态控制导通状态,若片选信号为高电平,则该移相衰减集成芯片关断,若片选
信号为低电平,则该移相衰减集成芯片导通;导通后移相衰减集成芯片同时接收时钟信号
CLK、包含移相衰减信息的外部指令数据D及锁存信号LD,在负电信号Vg供电作用下进行数
据锁存后向供电控制单元C2发送高电平供电控制信号;
平供电控制信号并输出为对应输出分路的第二级放大器进行供电的正电信号。
成芯片Z4与第二级放大器A4于各自输出分路中一一对应。
PMOS晶体管T2、反相器G3及PMOS晶体管T3、反相器G4及PMOS晶体管T4一一对应连接,所述
PMOS晶体管T1、PMOS晶体管T2、PMOS晶体管T3、PMOS晶体管T4并联,各PMOS晶体管漏极均接
收正电信号Vd,所述移相衰减集成芯片发送的高电平供电控制信号经过对应反相器转化为
低电平信号,所述低电平信号输出至对应PMOS晶体管的栅极导通该晶体管,所述正电信号
Vd经PMOS晶体管调制后分别输出正电信号Vd1或正电信号Vd2或正电信号Vd3或正电信号
Vd4为对应输出分路的第二级放大器供电。
信号分别通过对应输出分路的射频输出端口X1或X2或X3或X4输出,所述射频输入信号通过
射频输入端口W10发送至第一级放大器A0。
作为幅相控制器件,保证了发射模块各项功能的顺利传递,在射频传输链路上加入了滤波
器,提高了产品的抗干扰能力,同时兼顾负电保护功能,确保放大器正常工作,避免因无栅
极负电导致沟道被正电击穿烧毁;
品厚度,同时发射模块拼接排列使用时又方便各模块输入端口的连接,使空间利用率达到
最大,可以有规则的拼接排列组合出雷达阵面,大大降低设计和生产成本,并有效提高生产
装配效率。
附图说明
具体实施方式
控阵雷达中的发射组件,主要包括供电部分、射频信号调制部分,其中供电部分包括负电保
护芯片C1、供电控制单元C2,射频信号调制部分包括第一级放大器A0、第二级放大器A1、第
二级放大器A2、第二级放大器A3、第二级放大器A4、功分器D0、功分器D1、功分器D2、移相衰
减集成芯片Z1、移相衰减集成芯片Z2、移相衰减集成芯片Z3、移相衰减集成芯片Z4;
再分别通过功分器D1、功分器D2均分,总共四路均分后射频信号分别进入对应输出分路,移
相衰减集成芯片Z1与第二级放大器A1、移相衰减集成芯片Z2与第二级放大器A2、移相衰减
集成芯片Z3与第二级放大器A3、移相衰减集成芯片Z4与第二级放大器A4于各自输出分路中
一一对应,组成四条对应输出分路;
信号;若对应输出分路为关断状态,不进行信号调制。
片选信号电平状态控制导通状态,若片选信号为高电平,则该移相衰减集成芯片关断,若片
选信号为低电平,则该移相衰减集成芯片导通;导通后移相衰减集成芯片同时接收时钟信
号CLK、包含移相衰减信息的外部指令数据D及锁存信号LD,在负电信号Vg供电作用下进行
数据锁存后向供电控制单元C2发送高电平供电控制信号;
供电控制信号P1或移相衰减集成芯片Z2输出的高电平供电控制信号P2或移相衰减集成芯
片Z3输出的高电平供电控制信号P3或移相衰减集成芯片Z4输出的高电平供电控制信号P4,
根据所接收的高电平供电控制信号向对应输出分路的第二级放大器发送正电信号Vd1或
Vd2或Vd3或Vd4;
相器G2及PMOS晶体管T2、反相器G3及PMOS晶体管T3、反相器G4及PMOS晶体管T4一一对应连
接,PMOS晶体管T1~T4为并联关系,漏极均与正电信号Vd连接,移相衰减集成芯片发送的高
电平供电控制信号P1~P4经反相器G1~G4后变为低电平信号输出至PMOS晶体管T1~T4的
栅极使晶体管导通,然后正电信号Vd转化为Vd1~Vd4分别输出至第二级放大器进行供电,
利用反相器和PMOS晶体管组合实现电源调制,同时结合外部片选信号,避免了在选择导通
某一单通道时其余通道供电打开的情况,从而实现了单通道独立可控的功能。
距及拼接排列工作时不同发射模块相邻阵元间距均等于某一特定值。由于频率越高,相控
阵天线阵元密度越大,所以在Ka频段下阵元间距已很小。同时侧壁在一定距离内会阻碍元
器件的焊接,所以为满足不同发射模块相邻阵元间距的设计要求,发射模块侧壁厚度要尽
可能小,并且靠近侧壁的两个通道传输线路要远离侧壁一定距离向模块中心线靠拢。同时
为保证各通道相位一致性。
电信号Vg、时钟信号CLK、锁存信号LD、外部指令数据D的提供,同时,射频输出信号分别通过
对应输出分路的射频输出端口X1或X2或X3或X4输出,射频输入信号通过射频输入端口W10
发送至第一级放大器A0。
度上进行了一定缩短,保证了各通道的相位一致性。
的垂直结构实现信号从背面至正面的过渡,最大限度地降低了产品厚度,节省整机空间实
现了小型化。
关断状态,时钟信号CLK将包含移相衰减信息的外部指令数据D写入Z1,锁存信号LD将数据D
锁存至Z1,Z1将数据D中一位高电平供电控制信号P1输出至供电控制单元C2。同时,负电保
护芯片C1在负电信号Vg存在的情况下,将正电信号VD信号转化为正电信号Vd输出至C2;
号Vd1同时作用将放大器A1导通。
行输出,完成整个链路的工作状态。