一種毫米波收發(fā)模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是無(wú)線電通信，具體而言設(shè)及一種毫米波收 發(fā)模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的跟蹤系統(tǒng)中，主要有光電、微波、毫米波等類型，由于毫米波系統(tǒng)具有靈敏 度高、分辨力好，抗干擾性能強(qiáng)等特點(diǎn)，加之毫米波系統(tǒng)受等離子體的影響較小，同時(shí)兼有 紅外和微波的優(yōu)點(diǎn)，因此國(guó)外先進(jìn)的跟蹤定位設(shè)備都采用了毫米波系統(tǒng)。毫米波跟蹤技術(shù) 的研究始于20世紀(jì)70年代末，現(xiàn)在西方國(guó)家不僅在頻率上覆蓋了整個(gè)毫米波段，而且建立 了從器件到整機(jī)產(chǎn)品的研制生產(chǎn)、測(cè)試試驗(yàn)的完整研究體制。目前，毫米波跟蹤定位技術(shù)廣 泛應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)、電子對(duì)抗、毫米波通信、遙感遙測(cè)、醫(yī)療保健、國(guó)±資源探測(cè)、礦產(chǎn)分布、 海岸線警戒等多個(gè)領(lǐng)域的民用設(shè)備W及軍事設(shè)備上。比如在軍事上，毫米波制導(dǎo)技術(shù)經(jīng)常 應(yīng)用在多模復(fù)合制導(dǎo)中，多模制導(dǎo)模式可W根據(jù)干擾情況自動(dòng)切換制導(dǎo)模式，美國(guó)的"黃 蜂"、"戰(zhàn)斧"等導(dǎo)彈均采用毫米波與紅外雙模制導(dǎo)系統(tǒng)。我國(guó)在毫米波跟蹤定位技術(shù)方面起 步較晚，技術(shù)處于發(fā)展階段，隨著目前國(guó)內(nèi)毫米波技術(shù)能力的提升，其相關(guān)的定位系統(tǒng)也從 厘米波段向毫米波頻段發(fā)展，作為毫米波跟蹤定位系統(tǒng)收發(fā)部分的核屯、器件，高性能的收 發(fā)組件性能水準(zhǔn)就顯得尤為重要，特別是其射頻部分的技術(shù)指標(biāo)直接關(guān)系到系統(tǒng)的完備和 準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種毫米波收發(fā)模塊包括本振支路、=個(gè)接收通道、 一個(gè)發(fā)射支路。
[0004] 所述本振支路將本振信號(hào)進(jìn)行功分放大后分別給接收通道提供本振信號(hào);所述接 收通道包括和路接收支路、俯仰差路接收支路和方位差路接收支路，所述和路接收支路接 收到的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)形器、限幅器、保護(hù)開(kāi)關(guān)后經(jīng)過(guò)低噪聲放大，在本振支路提供的本振 激勵(lì)下，通過(guò)混頻器將頻率變換到中頻后放大輸出，所述差路接收支路接收到的回波信號(hào) 經(jīng)過(guò)限幅器、俯仰/方位開(kāi)關(guān)切換、保護(hù)開(kāi)關(guān)后經(jīng)過(guò)低噪聲放大，在本振支路提供的本振激 勵(lì)下，通過(guò)混頻器將頻率變換到中頻后放大輸出;所述俯仰/方位開(kāi)關(guān)切換對(duì)俯仰差路接收 支路和方位差路接收支路進(jìn)行選擇;所述發(fā)射支路通過(guò)波導(dǎo)環(huán)行器發(fā)射整機(jī)輸入的大功率 發(fā)射信號(hào)。
[0005] 采用上述模塊，所述和路接收支路包括依次連接的波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器、環(huán)行器、限幅器、 初級(jí)保護(hù)開(kāi)關(guān)、初級(jí)放大器、次級(jí)保護(hù)開(kāi)關(guān)、次級(jí)放大器、混頻器、溫補(bǔ)衰減器、低通濾波器、 中頻放大器;所述回波信號(hào)經(jīng)波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器輸入和路接收支路;所述混頻器對(duì)回波信號(hào)和本 振信號(hào)進(jìn)行混頻下變頻;所述信號(hào)經(jīng)中頻放大器的放大后輸出。
[0006] 采用上述模塊，所述差路接收支路包括兩個(gè)限幅器作為方位差口和俯仰差口的接 收端，還包括一俯仰/方位開(kāi)關(guān)切換對(duì)兩個(gè)限幅器進(jìn)行選擇，還包括依次連接的初級(jí)保護(hù)開(kāi) 關(guān)、低噪聲放大器、次級(jí)保護(hù)開(kāi)關(guān)、混頻器、溫補(bǔ)衰減器、低通濾波器、中頻放大器;所述初級(jí) 保護(hù)開(kāi)關(guān)與俯仰/方位開(kāi)關(guān)連接;所述混頻器對(duì)回波信號(hào)和本振信號(hào)進(jìn)行混頻下變頻;所述 信號(hào)經(jīng)中頻放大器的放大后輸出。
[0007] 采用上述模塊，整機(jī)輸入的大功率發(fā)射信號(hào)共用和路接收支路中的環(huán)行器和波導(dǎo) 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號(hào)發(fā)射。
[0008] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)：（1)具有接收保護(hù)功能，根據(jù)指令對(duì) =個(gè)接收通道進(jìn)行保護(hù)；（2)具有通道切換功能，根據(jù)指令對(duì)俯仰和方位接收通道進(jìn)行切 換.
[0009] 下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是毫米波收發(fā)模塊功能框圖。
[0011] 圖2是毫米波模塊原理框圖。
[0012] 圖3是發(fā)射支路原理框圖。
[0013] 圖4是本振支路原理框圖。
[0014] 圖5是和路接收支路原理框圖。
[0015] 圖6是差路接收支路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] -種毫米波收發(fā)模塊，包括本振支路、=個(gè)接收通道、一個(gè)發(fā)射支路，還包括一檢 測(cè)通道對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大和混頻處理后輸出和差兩路第一中頻信號(hào)，根據(jù)外部控 制信號(hào)將方位差支路與俯仰差支路通過(guò)開(kāi)關(guān)切換進(jìn)行時(shí)分復(fù)用為一個(gè)差通道。同時(shí)，可將 輸入的測(cè)試信號(hào)由同軸連接形式轉(zhuǎn)至波導(dǎo)形式與天線連接進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。如圖1所示。
[0017] 毫米波模塊的原理框圖如圖2所示。
[001引1、發(fā)射支路
[0019] 毫米波模塊完成的主要功能是對(duì)天線接收的=路回波信號(hào)進(jìn)行下變頻，同時(shí)，該 毫米波模塊還有一個(gè)主要功能是將整機(jī)輸入的大功率發(fā)射信號(hào)通過(guò)波導(dǎo)環(huán)行器發(fā)射出去。 該發(fā)射支路的指標(biāo)如表1所示。
[0020] 表1本振支路主要指標(biāo)要求 r〇〇2i1
LUUZZ」 恨化化不巧杯巧乂，化奶文邱的保巧化固yu固3饑不。
[0023] 該發(fā)射支路的主要指標(biāo)為該大功率發(fā)射信號(hào)為50W(占空比30%)，因此需要選擇 一種能夠承受大功率的波導(dǎo)環(huán)行器，該波導(dǎo)環(huán)行器的主要指標(biāo)如下：
[0024] 最大正向損耗:0.4地；
[00巧]最小反向隔離:20dB;
[0026] 最大駐波系數(shù):1.25;
[0027] 通過(guò)功率:2抓(連續(xù)波）。
[0028] 波導(dǎo)轉(zhuǎn)換采用探針禪合的形式實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)口和微帶之間的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過(guò)HFSS優(yōu)化仿 真，該波導(dǎo)轉(zhuǎn)換的插損為0.3dB。
[0029] 發(fā)射信號(hào)需經(jīng)過(guò)變極化波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換后進(jìn)入毫米波模塊，該波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換為客戶 提供型號(hào)，插損為0.5地，經(jīng)過(guò)計(jì)算，發(fā)射支路總插損為1.2地。
[0030] 綜上，發(fā)射支路指標(biāo)設(shè)計(jì)符合性如表2所示。
[0031] 表2發(fā)射支路指標(biāo)設(shè)計(jì)符合性表 r00321
LUU。?！?擊占作乙HJ IiA巧山,W 口P'yj-kx ki 未y巧AtJ日M、女4、。
[0034] 2、本振支路
[0035] 本振支路要實(shí)現(xiàn)的功能是將系統(tǒng)提供的本振信號(hào)進(jìn)行功分放大后分別給和路接 收通道和差路接收通道提供本振信號(hào)，本振支路除了需要提供足夠功率的本振信號(hào)，還需 考慮兩路之間的隔離度，本振支路分配的主要指標(biāo)要求如表3所示。
[0036] 表3本振支路主要指標(biāo)要求
[0038] 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，本振支路的原理框圖如圖4所示。
[0039] 功分器采用威爾金森功分器，本振放大器選擇高增益放大器加衰減器的方式，算 上混頻器本振至射頻隔離40地，本振支路兩路隔離=混頻器本振至射頻隔離+功分器隔離+ 衰減量=40地+20地巧地巧地=70地。
[0040] 3、接收支路
[0041] 接收支路共分為和路接收支路、俯仰差路接收支路和方位差路接收支路共=路接 收支路，接收支路完成的主要功能是接收開(kāi)關(guān)保護(hù)、低噪聲放大和下變頻放大等功能。
[0042] 接收支路的主要指標(biāo)要求如表4所示。
[0043] 表4接收支路主要指標(biāo)要求
[0044]
[0045] 和路接收支路的主要工作原理是接收到的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)形器、限幅器、保護(hù)開(kāi) 關(guān)后經(jīng)過(guò)低噪聲放大，在本振支路提供的本振激勵(lì)下，通過(guò)混頻器將頻率變換到中頻后放 大輸出，原理框圖如圖5所不。
[0046] 差路接收支路的主要工作原理是接收到的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)限幅器、俯仰/方位開(kāi)關(guān) 切換、保護(hù)開(kāi)關(guān)后經(jīng)過(guò)低噪聲放大，在本振支路提供的本振激勵(lì)下，通過(guò)混頻器將頻率變換 到中頻后放大輸出，原理框圖如圖6所示。
[0047] 接收支路選擇的主要元器件如下：
[004引（1)限幅器
[0049] 根據(jù)產(chǎn)品功能要求，接收支路輸入端需要限幅器，用于保護(hù)接收機(jī)低噪聲放大器， 選用的限幅器型號(hào)為NC1812C-3436,其主要指標(biāo)如下：
[0050] 插入損耗：1地；
[0051] 限幅電平：17地m;
[0化2] 耐功率:33地m(連續(xù)波功率）
[0053] (2)保護(hù)開(kāi)關(guān)
[0054] 為了保證發(fā)射期間接收機(jī)放大器不會(huì)出現(xiàn)閉塞，和路保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)為兩級(jí)，第一 級(jí)保護(hù)開(kāi)關(guān)型號(hào)為MA4AGSW1，其隔離度為35地、插損為1地、最大承受功率為30地m(CW)，考 慮到噪聲系數(shù)指標(biāo)的