一種模式可重構(gòu)s頻段收發(fā)射頻組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域的一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件，包括組件腔體、左旋圓極化信號接口、右旋圓極化信號接口、接收信號輸出口、發(fā)射信號輸入口和射頻電路，所述的射頻電路通過左旋圓極化信號接口和右旋圓極化信號接口、接收信號輸出口、發(fā)射信號輸入口與外部的設(shè)備相連接。本實用新型對有源相控陣天線中所使用的收發(fā)組件進行信道之間的切換，從而完成在不同衛(wèi)星之間的分時通信。該實用新型可輔助天線系統(tǒng)在固定站、移動站以及便攜站天線中進行快速信號跟蹤、信號切換、信號捕獲、信號收發(fā)分置等功能的實現(xiàn)。
【專利說明】
一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及的技術(shù)領(lǐng)域涵蓋了電子信息系統(tǒng)中，有源相控陣天線所需要的收發(fā)組件模塊，可在衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星定位以及遙控遙測等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，具體為一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件。本實用新型還特別適用于衛(wèi)星通信時，對有源相控陣天線中所使用的收發(fā)組件進行信道之間的切換，從而完成在不同衛(wèi)星之間的分時通信。該實用新型可輔助天線系統(tǒng)在固定站、移動站以及便攜站天線中進行快速信號跟蹤、信號切換、信號捕獲、信號收發(fā)分置等功能的實現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，隨著衛(wèi)星的不斷發(fā)射，我們國內(nèi)的衛(wèi)星資源逐漸豐富，同時星上信號的極化、頻率等資源也逐漸增多，地面的配套系統(tǒng)為了與衛(wèi)星資源之間相對應(yīng)，同時減少地面設(shè)備的數(shù)量，設(shè)計與研制具有模式切換的地面終端有源相控陣天線時非常有必要的。而相控陣天線中核心的部件就是收發(fā)射頻組件。傳統(tǒng)的射頻組件往往工作在一個模式，不具備模式切換的能力，這里的模式切換包括頻率模式和極化模式等。在以往的衛(wèi)星通信天線中，根據(jù)工作模式的不同，有多種方式:
[0003]1、設(shè)置多幅天線分別適應(yīng)星上資源。這種方式可以根據(jù)衛(wèi)星上信號形式不同，進行不同天線之間的切換，即不同的天線對應(yīng)著衛(wèi)星上不同的資源，這樣可以保證天線的同時工作，但是天線數(shù)量多了后難免天線體積笨重、后端設(shè)備量大、跟蹤速度慢等方面存在較大的劣勢，不能很好的適應(yīng)高機動性平臺的需求。
[0004]2、采用一副天線中設(shè)置機械模式切換裝置，這類模式切換裝置多用于反射面天線的饋源設(shè)計中，這類體制的模式切換方式雖然有成本相對較低的優(yōu)點，但在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，其體積依然龐大、模式切換響應(yīng)時間慢等缺點。
[0005]3、傳統(tǒng)的單模式有源相控陣天線，這類天線具有波束跟蹤速度快，體制先進的優(yōu)點，但是不具備切換的能力，用戶無法根據(jù)需要進行星間鏈路的切換，使其喪失了功能復(fù)用的能力。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種可用于有源相控陣天線中的模式切換收發(fā)射頻組件，該組件具有頻率切換和極化切換的能力，可實現(xiàn)一副天線與多模衛(wèi)星之間進行通信的能力，且內(nèi)部采用多級開關(guān)和濾波器進行信號之間的隔離，可滿足衛(wèi)星信號之間的信道干擾抑制能力，并能輔助天線波束快速切換，實現(xiàn)快速跟蹤，具有很高的工程應(yīng)用前景。
[0007]本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件1，包括組件腔體6、左旋圓極化信號接口 2、右旋圓極化信號接口 3、接收信號輸出口 7、發(fā)射信號輸入口 8和射頻電路29。所述的射頻電路29通過左旋圓極化信號接口 2和右旋圓極化信號接口 3、接收信號輸出口 7、發(fā)射信號輸入口8與外部的設(shè)備相連接。
[0009]其中，所述的射頻電路29包括第一單刀雙擲開關(guān)11、第一雙工器15、第二雙工器
16、第一功放芯片23、第一放大器24、第二功放芯片26、第二放大器25、第二單刀雙擲開關(guān)12、第三單刀雙擲開關(guān)13、第四單刀雙擲開關(guān)14、第一多功能芯片21、第二多功能芯片22、第三放大器27、驅(qū)動放大器芯片28;
[0010]第一單刀雙擲開關(guān)11的信號總口與左旋圓極化信號接口2相連接，第一單刀雙擲開關(guān)11的第一信號分口與第一雙工器15的信號總口相連接，第一雙工器15的信號輸入口與第一功放芯片23的信號輸出口相連接，第一功放芯片23的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第一信號輸出口相連接，第四單刀雙擲開關(guān)14的信號總口與驅(qū)動放大器芯片28的信號輸出口相連接，驅(qū)動放大器芯片28的信號輸入口與第二多功能芯片22的信號輸出口相連接，第二多功能芯片22的信號輸入口與發(fā)射信號輸入口 8相連接；
[0011 ]第一雙工器15的信號輸出口與第一放大器24的信號輸入口相連接，第一放大器24的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第一信號輸入口相連接，第三單刀雙擲開關(guān)13的信號總口與第三放大器27的信號輸入相連接，第三放大器27的信號輸出口與第一多功能芯片21信號輸入口相連接，第三放大器27的信號輸出口與接收輸出口 7相連接；
[0012]第一單刀雙擲開關(guān)11的第二信號分口與第二雙工器16的信號總口相連接，第二雙工器16的信號輸出口與第二放大器25的信號輸入口相連接，第二放大器25的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第二信號輸入口相連接；
[0013]第二雙工器16的信號輸入口與第二單刀雙擲開關(guān)12的第一信號分口相連接，第二單刀雙擲開關(guān)12的信號總口與第二功放芯片26的信號輸出口相連接，第二功放芯片26的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第二信號輸出口相連接；
[0014]第二單刀雙擲開關(guān)12的第二信號分口與右旋圓極化信號接口3相連接；
[0015]其中，所述的射頻電路29還包括第一濾波器17、第二濾波器18、第三濾波器19和第四濾波器20 ；第一濾波器17的信號輸出口與第一放大器23的信號輸入口相連接，第一濾波器17的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第一信號輸出口相連接;第二濾波器18的信號輸入口與第一功放芯片24的信號輸出口相連接，第二濾波器18的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第一信號輸入口相連接;第三濾波器19的信號輸入口與第二功放芯片25的信號輸出口相連接，第三濾波器19的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第二信號輸入口相連接;第四濾波器20的信號輸出口與第二放大器26的信號輸入口相連接，第四濾波器20的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第二信號輸出口相連接。
[0016]其中，射頻電路29位于組件腔體6內(nèi)部，并通過安裝固定的螺紋孔4、上蓋板5和下蓋板10通過激光封焊的方式圍合起來；
[0017]其中，所述的接收信號輸出口7和發(fā)射信號輸入口 8，接口形式均為SMP快插方式。控制與供電接口 9接口形式為表貼方式，用作對組件的控制信號的輸送和供電輸送。
[0018]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0019]1、本實用新型利用多種模式集成設(shè)計的方式，利用開關(guān)和雙工器對不同頻率進行選擇，增加濾波器和雙工器，避免了信號的干擾，同時還能提高組件的空間利用率。
[0020]2、本實用新型利用在雙端口與天線進行連接，可實現(xiàn)不同極化信號進行選擇，提高了組件模塊的適應(yīng)性，具有可擴展性，
[0021]3、本實用新型具備分時工作模式，可有效避免不同模式之間的信道區(qū)分，減小了后端處理設(shè)備的壓力，可輔助天線跟蹤不同衛(wèi)星信號，具有功能復(fù)用的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的三維結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0023]圖2是本實用新型的三維結(jié)構(gòu)底視圖。
[0024]圖3是本實用新型的模式切換工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面，結(jié)合圖1-圖3對本實用新型做進一步說明。
[0026]在一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件I中，如圖1和圖2所示，I，包括自上到下依次排布的左旋圓極化信號接口 2、右旋圓極化信號接口 3、安裝固定的螺紋孔4、上蓋板5、組件腔體6、接收信號輸出口 7、發(fā)射信號輸入口 8、控制與供電接口 9以及下蓋板10等。
[0027]在一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件I中，左旋圓極化信號接口2和右旋圓極化信號接口 3根據(jù)射頻組件前端所連接的天線單元極化形式進行選擇連接，連接方式為SMP的快插方式。這里的天線單元形式不限，只要能產(chǎn)生雙圓極化信號即可。安裝固定的螺紋孔4分別位于組件外殼的四個角上，通過螺釘連接到固定裝置上，固定裝置一般為熱控板，用作組件散熱所用。上蓋板5和下蓋板10通過激光封焊的方式固定在組件腔體6上。
[0028]在一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件I中，如圖3所示，射頻電路29包括第一單刀雙擲開關(guān)11、第一雙工器15、第二雙工器16、第一功放芯片23、第一放大器24、第二功放芯片26、第二放大器25、第二單刀雙擲開關(guān)12、第三單刀雙擲開關(guān)13、第四單刀雙擲開關(guān)14、第一多功能芯片21、第二多功能芯片22、第三放大器27、驅(qū)動放大器芯片28;
[0029]第一單刀雙擲開關(guān)11的信號總口與左旋圓極化信號接口2相連接，第一單刀雙擲開關(guān)11的第一信號分口與第一雙工器15的信號總口相連接，第一雙工器15的信號輸入口與第一功放芯片23的信號輸出口相連接，第一功放芯片23的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第一信號輸出口相連接，第四單刀雙擲開關(guān)14的信號總口與驅(qū)動放大器芯片28的信號輸出口相連接，驅(qū)動放大器芯片28的信號輸入口與第二多功能芯片22的信號輸出口相連接，第二多功能芯片22的信號輸入口與發(fā)射信號輸入口 8相連接；
[°03°]第一雙工器15的信號輸出口與第一放大器24的信號輸入口相連接，第一放大器24的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第一信號輸入口相連接，第三單刀雙擲開關(guān)13的信號總口與第三放大器27的信號輸入相連接，第三放大器27的信號輸出口與第一多功能芯片21信號輸入口相連接，第三放大器27的信號輸出口與接收輸出口 7相連接；
[0031]第一單刀雙擲開關(guān)11的第二信號分口與第二雙工器16的信號總口相連接，第二雙工器16的信號輸出口與第二放大器25的信號輸入口相連接，第二放大器25的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第二信號輸入口相連接；
[0032]第二雙工器16的信號輸入口與第二單刀雙擲開關(guān)12的第一信號分口相連接，第二單刀雙擲開關(guān)12的信號總口與第二功放芯片26的信號輸出口相連接，第二功放芯片26的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第二信號輸出口相連接；
[0033]第二單刀雙擲開關(guān)12的第二信號分口與右旋圓極化信號接口3相連接；
[0034]在一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件I中，射頻電路29還包括第一濾波器17、第二濾波器18、第三濾波器19和第四濾波器20;第一濾波器17的信號輸出口與第一放大器23的信號輸入口相連接，第一濾波器17的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第一信號輸出口相連接;第二濾波器18的信號輸入口與第一功放芯片24的信號輸出口相連接，第二濾波器18的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第一信號輸入口相連接;第三濾波器19的信號輸入口與第二功放芯片25的信號輸出口相連接，第三濾波器19的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)13的第二信號輸入口相連接;第四濾波器20的信號輸出口與第二放大器26的信號輸入口相連接，第四濾波器20的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)14的第二信號輸出口相連接。
[0035]在一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件I中，接收信號輸出口7和發(fā)射信號輸入口8，接口形式均為SMP快插方式?？刂婆c供電接口 9接口形式為表貼方式，用作對組件的控制信號的輸送和供電輸送。
[0036]工作原理
[0037]該實用新型在進行工作時，首先根據(jù)指令選擇不同的工作模式。
[0038]收發(fā)射頻組件工作在模式A:
[0039]通過控制與供電接口9控制開關(guān)11的第一信號分口接通、開關(guān)13的第一信號分口接通和開關(guān)14的第一信號分口接通，即頻率F2通道和頻率Fl通道均工作在左旋圓極化信號模式。此時發(fā)射信號通過發(fā)射信號輸入口 8經(jīng)過多功能芯片22進行信號的移相和衰減，經(jīng)過驅(qū)動芯片28，開關(guān)14的第一信號分口進入濾波器17，經(jīng)過功率放大芯片23，對信號進行放大，通過雙工器15的信號輸入口、開關(guān)11的第一信號分口后，進入左旋圓極化信號接口2，信號發(fā)射出去。而接收信號由左旋圓極化信號接口 2進入射頻組件內(nèi)部，經(jīng)過開關(guān)11的第一信號分口和雙工器15的信號輸出口，即接收頻率F2通道，進入低噪聲放大器24，經(jīng)過濾波器18對發(fā)射Fl頻率進行抑制，而后通過開關(guān)13的第一信號分口再進入低噪聲放大器27進行信號的二次放大，后經(jīng)過多功能芯片22進行信號的移相和衰減，最后通過接收信號輸出口 7發(fā)送出去。
[0040]收發(fā)射頻組件工作在模式B:
[0041]通過控制與供電接口9控制開關(guān)11的第二信號分口接通、開關(guān)12的第一信號分口、開關(guān)13的第二信號分口接通、開關(guān)14的第二信號分口接通，即頻率F4通道和頻率F3通道均工作在左旋圓極化模式。此時發(fā)射信號通過發(fā)射信號輸入口 8經(jīng)過多功能芯片22進行信號的移相和衰減，經(jīng)過驅(qū)動芯片28，進入濾波器20，經(jīng)過功率放大芯片26，對信號進行放大，經(jīng)過開關(guān)12的第一信號分口和雙工器16的發(fā)射通道后，通過開關(guān)11的第二信號分口進入左旋圓極化信號接口 2，信號發(fā)射出去。而接收信號由左旋圓極化信號接口 2進入射頻組件內(nèi)部，經(jīng)過開關(guān)11的第二信號分口和雙工器15的信號輸出口，即接收頻率F3通道，進入低噪聲放大器25，經(jīng)過濾波器19對發(fā)射F4頻率進行抑制，而后通過開關(guān)13的第二信號分口再進入低噪聲放大器27進行信號的二次放大，后經(jīng)過多功能芯片21進行信號的移相和衰減，最后通過接收信號輸出口 7發(fā)送出去。
[0042]收發(fā)射頻組件工作在模式C:
[0043]通過控制與供電接口9控制開關(guān)11的第二信號分口接通、開關(guān)12的第二信號分口接通、開關(guān)13的第二信號分口接通、開關(guān)14的第二信號分口接通，即頻率F4通道工作在左旋圓極化模式而頻率F3通道工作在左旋圓極化模式。此時發(fā)射信號通過發(fā)射信號輸入口 8經(jīng)過多功能芯片22進行信號的移相和衰減，經(jīng)過驅(qū)動芯片28，開關(guān)14的第二信號分口進入濾波器20，經(jīng)過功率放大芯片26，對信號進行放大，經(jīng)過開關(guān)12的第二信號分口后進入右旋圓極化信號接口 3，信號發(fā)射出去。而接收信號由左旋圓極化信號接口 2進入射頻組件內(nèi)部，經(jīng)過開關(guān)11的第二信號分口和雙工器15信號輸出口，即接收頻率F3通道，進入低噪聲放大器25，經(jīng)過濾波器19對發(fā)射F4頻率進行抑制，而后通過開關(guān)13的第二信號分口再進入低噪聲放大器27進行信號的二次放大，后經(jīng)過多功能芯片21進行信號的移相和衰減，最后通過接收信號輸出口 7發(fā)送出去。
【主權(quán)項】
1.一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件，包括組件腔體(6)、左旋圓極化信號接口(2)、右旋圓極化信號接口(3)、接收信號輸出口(7)、發(fā)射信號輸入口(8)和射頻電路(29)，其特征在于:所述的射頻電路(29)通過左旋圓極化信號接口(2)和右旋圓極化信號接口(3)、接收信號輸出口(7)、發(fā)射信號輸入口(8)與外部的設(shè)備相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件，其特征在于:所述的射頻電路(29)包括第一單刀雙擲開關(guān)(11)、第一雙工器(15)、第二雙工器(16)、第一功放芯片(23)、第一放大器(24)、第二功放芯片(26)、第二放大器(25)、第二單刀雙擲開關(guān)(12)、第三單刀雙擲開關(guān)(13)、第四單刀雙擲開關(guān)(14)、第一多功能芯片(21)、第二多功能芯片(22)、第三放大器(27)、驅(qū)動放大器芯片(28); 第一單刀雙擲開關(guān)(11)的信號總口與左旋圓極化信號接口(2)相連接，第一單刀雙擲開關(guān)(11)的第一信號分口與第一雙工器(15)的信號總口相連接，第一雙工器(15)的信號輸入口與第一功放芯片(23)的信號輸出口相連接，第一功放芯片(23)的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)(14)的第一信號輸出口相連接，第四單刀雙擲開關(guān)(14)的信號總口與驅(qū)動放大器芯片(28)的信號輸出口相連接，驅(qū)動放大器芯片(28)的信號輸入口與第二多功能芯片(22)的信號輸出口相連接，第二多功能芯片(22)的信號輸入口與發(fā)射信號輸入口(8)相連接； 第一雙工器(15)的信號輸出口與第一放大器(24)的信號輸入口相連接，第一放大器(24)的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)(13)的第一信號輸入口相連接，第三單刀雙擲開關(guān)(13)的信號總口與第三放大器(27)的信號輸入相連接，第三放大器(27)的信號輸出口與第一多功能芯片(21)信號輸入口相連接，第三放大器(27)的信號輸出口與接收輸出口(7)相連接； 第一單刀雙擲開關(guān)(11)的第二信號分口與第二雙工器(16)的信號總口相連接，第二雙工器(16)的信號輸出口與第二放大器(25)的信號輸入口相連接，第二放大器(25)的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)(13)的第二信號輸入口相連接； 第二雙工器(16)的信號輸入口與第二單刀雙擲開關(guān)(12)的第一信號分口相連接，第二單刀雙擲開關(guān)(12)的信號總口與第二功放芯片(26)的信號輸出口相連接，第二功放芯片(26)的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)(14)的第二信號輸出口相連接； 第二單刀雙擲開關(guān)(12)的第二信號分口與右旋圓極化信號接口(3)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件，其特征在于:所述的射頻電路(29)還包括第一濾波器(17)、第二濾波器(18)、第三濾波器(19)和第四濾波器(20)；第一濾波器(17)的信號輸出口與第一放大器(23)的信號輸入口相連接，第一濾波器(17)的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)(14)的第一信號輸出口相連接;第二濾波器(18)的信號輸入口與第一功放芯片(24)的信號輸出口相連接，第二濾波器(18)的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)(13)的第一信號輸入口相連接;第三濾波器(19)的信號輸入口與第二功放芯片(25)的信號輸出口相連接，第三濾波器(19)的信號輸出口與第三單刀雙擲開關(guān)(13)的第二信號輸入口相連接;第四濾波器(20)的信號輸出口與第二放大器(26)的信號輸入口相連接，第四濾波器(20)的信號輸入口與第四單刀雙擲開關(guān)(14)的第二信號輸出口相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件，其特征在于:射頻電路(29)位于組件腔體(6)內(nèi)部，并通過安裝固定的螺紋孔(4)、上蓋板(5)和下蓋板(10)通過激光封焊的方式圍合起來。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模式可重構(gòu)S頻段收發(fā)射頻組件，其特征在于:所述的接收信號輸出口(7)和發(fā)射信號輸入口(8)，接口形式均為SMP快插方式?？刂婆c供電接口(9)接口形式為表貼方式，用作對組件的控制信號的輸送和供電輸送。
【文檔編號】H04B1/401GK205545249SQ201521055228
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月17日
【發(fā)明人】韓國棟, 王煥菊, 高沖, 張宙, 肖松, 盧煒
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所