[發明專利]一種相控陣用高度集成有源和差網絡

有效

• 申請號: 201811207972.2
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109444823B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 郭宏展;章圣長;劉雪穎;余正冬
• 申請（專利權）人: 成都瑞迪威科技有限公司
• 主分類號: G01S7/03
• 分類號: G01S7/03
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

本發明涉及遠距離脈沖雷達領域，具體的說是一種相控陣用高度集成有源和差網絡，包括收發通道網絡、波導和差網絡和開關網絡；所述收發通道網絡與波導和差網絡信號相連，所述波導和差網絡與開關網絡信號相連，收發通道網絡實現射頻信號的發射放大、接收衰減放大功能；波導和差網絡實現同軸到波導過渡，以及射頻信號的和差；開關網絡實現校準通道與發射接收通道的開關切換，所述收發通道網絡集成了有源電路，波導和差網絡采用兩層結構波導設計。本發明中的波導和差網絡采用非標準的波導魔T來設計，窄邊長度為1.5mm，寬邊長度為6mm，大大降低了整個組件的縱向尺寸，整個TR組件的體積僅為130mm*52mm*14mm。

技術領域

本發明涉及遠距離脈沖雷達領域，具體的說是一種相控陣用高度集成有源和差網絡。

背景技術

和差網絡主要應用在單脈沖雷達領域，雷達每發射一個脈沖，天線能同時形成若干個波束，將各波束回波信號的振幅和相位進行比較，當目標位于天線波束軸線上時，各波束回波信號的振幅和相位相等，信號差為零；當目標不在天線波束軸線上時，各波束回波信號的振幅和相位不等，產生信號差，改變天線波束標直至天線波束軸線對準目標，這樣便可測出目標的高低角和方位角，從各波束接收的信號之和，可測出目標的距離，從而實現對目標的測量和跟蹤。

在特定條件下，比如機載、車載系統中，要求和差網絡體積小，且能與收發信號一體化，對和差網絡的結構有很大限制。對于工程上常用的和差網絡，大都采用標準波導的魔T單元來實現，或者微帶結構的和差網絡來實現。標準波導魔T結構體積較大，而微帶結構的和差網絡不宜應用在高功率組件中。

一般無源和差網絡自身插損較大，需要單獨增加有源放大組件，才能達到應用要求，從而增加了和差網絡的體積。

發明內容

針對現有技術上的上述不足，現在特別提出一種相控陣用高度集成有源和差網絡。

本發明的技術方案如下：

一種相控陣用高度集成有源和差網絡，其特征在于：包括收發通道網絡、波導和差網絡和開關網絡；所述收發通道網絡與波導和差網絡信號相連，所述波導和差網絡與開關網絡信號相連，收發通道網絡實現射頻信號的發射放大、接收衰減放大功能；波導和差網絡實現同軸到波導過渡，以及射頻信號的和差；開關網絡實現校準通道與發射接收通道的開關切換，所述收發通道網絡集成了有源電路，波導和差網絡采用兩層結構波導設計。

所述收發通道網絡集成了有源電路，波導和差網絡采用兩層結構的非標準波導設計，整個組件將無源和差網絡與收發有源電路一體化設計，大大降低了體積。

所述波導和差網絡為波導結構，需要設計波導到微帶轉換，收發通道網絡與波導和差網絡通過探針激勵的方式實現射頻信號互聯，波導和差網絡與開關網絡也采用探針激勵的方式實現互聯。

整個組件設計架構為上下結構，收發通道網絡和開關網絡在上層，波導和差網絡在底層，兩部分通過垂直探針激勵的方式實現射頻信號的互聯；收發通道網絡和開關網絡為有源電路，波導和差網絡為無源電路，探針用焊膏焊接在腔體上，實現了兩部分間的氣密，增加了隔離度。

收發通道網絡包括8個收發通道，收發通道間距10mm，每個收發通道網絡包括功分器、發射放大電路、接收限幅衰減低噪聲放大電路和電源控制電路，發射時，信號由功分器等分成8路信號，再經發射放大電路后輸出；接收時，8路信號經過接收限幅衰減低噪聲放大電路到功分器，合成4路信號；功分器將4路波導和差網絡接口功分為8路收發通道；發射放大電路實現發射信號的功率放大；接收限幅衰減低噪聲放大電路實現接收信號的低噪聲放大、接收限幅、接收衰減功能；電源控制電路實現8個通道的收發轉換、通道的衰減控制、以及電源供電功能。

所述收發通道網絡為LTCC射頻集成板和PCB板，LTCC集成了功分器、發射放大電路、接收限幅衰減低噪聲放大電路，PCB板集成了電源控制電路，LTCC板與PCB板之間通過金絲鍵合的方式實現互聯。