[發(fā)明專(zhuān)利]一種毫米波雷達(dá)Ka波段大功率三通道TR組件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210746527.3
• 申請(qǐng)日: 2022-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115144816A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王輝;張遠(yuǎn)銘;吳思利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王輝
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/02
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/02;G01S13/90
• 代理公司: 上海航天局專(zhuān)利中心 31107
• 代理人: 唐敏

本發(fā)明提供了一種毫米波雷達(dá)Ka波段大功率三通道TR組件，其特征在于，其為三聯(lián)裝T/R組件，包括三個(gè)T/R通道，每個(gè)T/R通道包括發(fā)射通道、接收通道、相應(yīng)的電源控制電路以及封裝殼體、蓋板，組件工作狀態(tài)由外部輸入波控?cái)?shù)據(jù)設(shè)置完成收發(fā)狀態(tài)切換，組件射頻信號(hào)由功分網(wǎng)絡(luò)輸入。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)組件的高功率放大、低噪聲接收、分布式波控，滿(mǎn)足星載高分辨率、大幅寬SAR相控陣天線(xiàn)的組件要求，發(fā)射功率大于40dBm，經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)能夠滿(mǎn)足大于41.1dBm的發(fā)射功率要求，滿(mǎn)足星載毫米波遙感技術(shù)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于毫米波雷達(dá)射頻組件，特別是毫米波雷達(dá)Ka波段大功率三通道TR組件。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)是一種重要的對(duì)地觀測(cè)載荷，能夠通過(guò)寬頻帶、大功率的主動(dòng)輻射電磁波收發(fā)完成寬幅場(chǎng)景高分辨率成像以及高精度測(cè)繪。傳統(tǒng)的低頻段SAR已經(jīng)在天基進(jìn)行了充分的工程驗(yàn)證，例如美國(guó)的通過(guò)衛(wèi)星在七十年代末利用L波段的合成孔徑雷達(dá)成功完成了海洋內(nèi)波、海洋的遙感觀測(cè)；德宇航在2006年研制發(fā)射的TerraSAR-X合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星工作在X頻段，采用了有源相控陣天線(xiàn)通過(guò)雙星組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了全球的米級(jí)測(cè)繪。

然而毫米波頻段的星載毫米波SAR尚未實(shí)踐，首要需克服大功率電磁波收發(fā)的有源相控陣天線(xiàn)技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)已有的毫米波TR組件功率較低，無(wú)法滿(mǎn)足天基應(yīng)用需求。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN202050038U中，公開(kāi)了一種Ka波段毫米波TR組件，包括屏蔽盒體和設(shè)置在屏蔽盒體內(nèi)的微波電路，所述微波電路包括：本振模塊：三倍頻器、高通濾波器和功分器；本振輸入信號(hào)依次經(jīng)三倍頻器和高通濾波器后進(jìn)入功分器，再由功分器輸出兩路信號(hào)；毫米波上變頻模塊：上混頻器和上濾波放大電路；所述功分器的一路輸出信號(hào)與發(fā)射中頻輸入信號(hào)在上混頻器中混頻后，經(jīng)上濾波放大電路后，再經(jīng)波導(dǎo)輸出；毫米波下變頻模塊：下濾波放大電路和下混頻器；波導(dǎo)輸入的信號(hào)經(jīng)下濾波放大電路得到的信號(hào)，與所述功分器的另一路輸出信號(hào)在下混頻器中混頻后，即為接收中頻輸出信號(hào)。該發(fā)明為集中式發(fā)射機(jī)、接收機(jī)設(shè)計(jì)，一體化含本振模塊、毫米波上變頻模塊、毫米波下變頻模塊。該發(fā)明其涉及了載波變頻，工作頻段為39Ghz中頻，應(yīng)用場(chǎng)景為Ka波段毫米波高速寬帶無(wú)線(xiàn)收發(fā)系統(tǒng)。

然而，本技術(shù)領(lǐng)域需要一種應(yīng)用在合成孔徑雷達(dá)-成像遙感領(lǐng)域的組件，其工作頻段為35.75Ghz，而且不需涉及載波變頻。現(xiàn)有毫米波頻段的TR組件效率較低、峰值發(fā)射功率較低，無(wú)法滿(mǎn)足星載合成孔徑雷達(dá)高分辨率成像應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明目的提供了一種毫米波雷達(dá)Ka波段大功率三通道TR組件，其特征在于，其為三聯(lián)裝T/R組件，包括三個(gè)T/R通道，每個(gè)T/R通道包括發(fā)射通道、接收通道、相應(yīng)的電源控制電路以及封裝殼體、蓋板，組件工作狀態(tài)由外部輸入波控?cái)?shù)據(jù)設(shè)置完成收發(fā)狀態(tài)切換，組件射頻信號(hào)由功分網(wǎng)絡(luò)輸入。

進(jìn)一步的是，在發(fā)射狀態(tài)下，功分網(wǎng)絡(luò)饋入的發(fā)射信號(hào)經(jīng)波控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行移相后進(jìn)入發(fā)射通道，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大器進(jìn)行信號(hào)放大后由末級(jí)功率放大器進(jìn)行功率放大，使輸出功率達(dá)到要求，經(jīng)環(huán)形器由天線(xiàn)向空間輻射。

進(jìn)一步的是，所述發(fā)射通道依次包含數(shù)控移相器、數(shù)控開(kāi)關(guān)、驅(qū)放芯片一、驅(qū)放芯片二、功放芯片、環(huán)形器。

進(jìn)一步的是，在接收狀態(tài)下，天線(xiàn)接收的信號(hào)由環(huán)形器輸入到接收通道，經(jīng)限幅開(kāi)關(guān)模塊后由低噪聲放大器和數(shù)控衰減器進(jìn)行放大和幅度調(diào)整，然后由數(shù)控移相器進(jìn)行相位調(diào)制后經(jīng)功分網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入后級(jí)電路。

進(jìn)一步的是，所述接收通道依次包含環(huán)形器、限幅開(kāi)關(guān)、低噪放、可調(diào)衰減器、低噪放二、數(shù)控衰減器、數(shù)控開(kāi)關(guān)、移相器、功分網(wǎng)絡(luò)。

進(jìn)一步的是，所述T/R組件的腔體結(jié)構(gòu)在一塊盒體上，是一體化結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的是，其工作頻率為35.75Ghz±75MHz。