[发明专利]一种相控阵用高度集成有源和差网络

说明书

本发明涉及远距离脉冲雷达领域，具体的说是一种相控阵用高度集成有源和差网络，包括收发通道网络、波导和差网络和开关网络；所述收发通道网络与波导和差网络信号相连，所述波导和差网络与开关网络信号相连，收发通道网络实现射频信号的发射放大、接收衰减放大功能；波导和差网络实现同轴到波导过渡，以及射频信号的和差；开关网络实现校准通道与发射接收通道的开关切换，所述收发通道网络集成了有源电路，波导和差网络采用两层结构波导设计。本发明中的波导和差网络采用非标准的波导魔T来设计，窄边长度为1.5mm，宽边长度为6mm，大大降低了整个组件的纵向尺寸，整个TR组件的体积仅为130mm*52mm*14mm。

技术领域

本发明涉及远距离脉冲雷达领域，具体的说是一种相控阵用高度集成有源和差网络。

背景技术

和差网络主要应用在单脉冲雷达领域，雷达每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线波束轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线波束轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，改变天线波束标直至天线波束轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。

在特定条件下，比如机载、车载系统中，要求和差网络体积小，且能与收发信号一体化，对和差网络的结构有很大限制。对于工程上常用的和差网络，大都采用标准波导的魔T单元来实现，或者微带结构的和差网络来实现。标准波导魔T结构体积较大，而微带结构的和差网络不宜应用在高功率组件中。

一般无源和差网络自身插损较大，需要单独增加有源放大组件，才能达到应用要求，从而增加了和差网络的体积。

发明内容

针对现有技术上的上述不足，现在特别提出一种相控阵用高度集成有源和差网络。

本发明的技术方案如下：

一种相控阵用高度集成有源和差网络，其特征在于：包括收发通道网络、波导和差网络和开关网络；所述收发通道网络与波导和差网络信号相连，所述波导和差网络与开关网络信号相连，收发通道网络实现射频信号的发射放大、接收衰减放大功能；波导和差网络实现同轴到波导过渡，以及射频信号的和差；开关网络实现校准通道与发射接收通道的开关切换，所述收发通道网络集成了有源电路，波导和差网络采用两层结构波导设计。

所述收发通道网络集成了有源电路，波导和差网络采用两层结构的非标准波导设计，整个组件将无源和差网络与收发有源电路一体化设计，大大降低了体积。

所述波导和差网络为波导结构，需要设计波导到微带转换，收发通道网络与波导和差网络通过探针激励的方式实现射频信号互联，波导和差网络与开关网络也采用探针激励的方式实现互联。

整个组件设计架构为上下结构，收发通道网络和开关网络在上层，波导和差网络在底层，两部分通过垂直探针激励的方式实现射频信号的互联；收发通道网络和开关网络为有源电路，波导和差网络为无源电路，探针用焊膏焊接在腔体上，实现了两部分间的气密，增加了隔离度。

收发通道网络包括8个收发通道，收发通道间距10mm，每个收发通道网络包括功分器、发射放大电路、接收限幅衰减低噪声放大电路和电源控制电路，发射时，信号由功分器等分成8路信号，再经发射放大电路后输出；接收时，8路信号经过接收限幅衰减低噪声放大电路到功分器，合成4路信号；功分器将4路波导和差网络接口功分为8路收发通道；发射放大电路实现发射信号的功率放大；接收限幅衰减低噪声放大电路实现接收信号的低噪声放大、接收限幅、接收衰减功能；电源控制电路实现8个通道的收发转换、通道的衰减控制、以及电源供电功能。

所述收发通道网络为LTCC射频集成板和PCB板，LTCC集成了功分器、发射放大电路、接收限幅衰减低噪声放大电路，PCB板集成了电源控制电路，LTCC板与PCB板之间通过金丝键合的方式实现互联。