一种雷达用收发组件[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 1083163 A(43)申请公布日 2018.12.11

(21)申请号 201810525311.8(22)申请日 2018.05.28

(71)申请人 国网山西省电力公司电力科学研究

院

地址 030001 山西省太原市青年路6号 申请人 武汉珈铭凯尔电气科技发展有限公

司(72)发明人 王天正　刘宏　晋涛　安瑞峰　

杨冬冬　芦山　黄明　张秋实　闫忠凯　(74)专利代理机构 武汉智权专利代理事务所

(特殊普通合伙) 42225

代理人 张凯(51)Int.Cl.

G01S 7/35(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

()发明名称

一种雷达用收发组件(57)摘要

本发明公开了一种雷达用收发组件，其包括集成在同一壳体上的固态功放模块、频综模块、低噪声放大器、噪声源、连接波导、四端环形器、激励器和限幅器；所述壳体上通过隔板分隔有四个安置区，所述固态功放模块、所述频综模块、所述低噪声放大器和所述噪声源分设于四个所述安置区内。本发明中，固态功放模块、频综模块、低噪声放大器、噪声源、连接波导、四端环形器、激励器和限幅器集成在同一个壳体上，成为一个组件，不必设计机箱进行安装，降低了整体的体积，满足了雷达小型化的需求。

CN 1083163 ACN 1083163 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种雷达用收发组件，其特征在于：其包括集成在同一壳体上的固态功放模块(1)、频综模块(2)、低噪声放大器(3)、噪声源(4)、连接波导(5)、四端环形器(6)、激励器(7)和限幅器(8)；所述壳体上通过隔板分隔有四个安置区，所述固态功放模块(1)、所述频综模块(2)、所述低噪声放大器(3)和所述噪声源(4)分设于四个所述安置区内。

2.如权利要求1所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述低噪声放大器(3)与所述频综模块(2)、所述噪声源(4)和所述限幅器(8)之间以及所述固态功放模块(1)与所述频综模块(2)之间均通过推入式射频同轴连接器相连。

3.如权利要求2所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述推入式射频同轴连接器为BMA同轴连接器(9)、SMB同轴连接器、SSMB同轴连接器、OSSP同轴连接器和MCX同轴连接器中的一种或几种。

4.如权利要求3所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述推入式射频同轴连接器为BMA同轴连接器(9)，所述BMA同轴连接器(9)包括插头(90)和与所述插头(90)适配的插座(91)；所述固态功放模块(1)、所述低噪声放大器(3)、所述噪声源(4)和所述频综模块(2)上分别设有一个、三个、一个和四个所述插座(91)，每一所述插座(91)上插接有所述插头(90)。

5.如权利要求4所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述固态功放模块(1)、所述低噪声放大器(3)和所述噪声源(4)平行排列，且与设于三者上的所述插座(91)适配的各所述插头(90)均设于一第一转接板(92)上。

6.如权利要求4所述的雷达用收发组件，其特征在于：与所述频综模块(2)上的四个所述插座(91)相适配的所述插头(90)均设于一第二转接板(93)上。

7.如权利要求1所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述馈线系统还包括波导负载(10)，所述波导负载(10)作为匹配负载连接于所述四端环形器(5)其中一端口。

8.如权利要求7所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述连接波导(5)、激励器(7)和波导负载(10)铣制在所述壳体上。

9.如权利要求1所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述固态功放模块(1)和所述激励器(7)之间的互连方式采用探针耦合。

10.如权利要求1所述的雷达用收发组件，其特征在于：所述隔板与所述壳体一体化成型。

2

CN 1083163 A

说　明　书一种雷达用收发组件

1/4页

技术领域

[0001]本发明涉及雷达设计领域，具体涉及一种雷达用收发组件。

背景技术

[0002]随着微波半导造成本的下降，雷达系统造价降低。越来越多的行业开始使用雷达来探测自己所关心的空域内特定的目标。[0003]传统的地面雷达主要用于军事、气象领域，功率很大，探测距离数百千米，雷达的各个分系统通常是分离式布局。发射、接收、信号处理、数据显示等分系统通常设置于单独的机柜内，设备体积很大。装备这类雷达需要修建专用的建筑。[0004]对于小型化的新型民用雷达，其探测距离一般小于几十千米，更看重雷达的经济性、可靠性和易用性。对于这样的雷达系统，和传统雷达一样需要发射、接收、信号处理、伺服等分系统。如果设计和生产小型民用雷达时，仍然将各个分系统做成的模块，那么产品只是大型雷达的缩小版，使用不方便，占用空间大，需要配备专业性较强的技术人员进行操作和维护。

[0005]雷达的发射系统、接收系统和馈线系统属于微波部分，设计和生产中均要遵循微波理论。同时，因为这三个系统在一条链路上，微波信号连接点很多，分开设置时有大量的微波电缆。这样仍然不能将雷达小型化，造价也不低。发明内容

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种雷达用收发组件，以满足雷达的小型化需求。

[0007]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种雷达用收发组件，其包括集成在同一壳体上的固态功放模块、频综模块、低噪声放大器、噪声源、连接波导、四端环形器、激励器和限幅器；所述壳体上通过隔板分隔有四个安置区，所述固态功放模块、所述频综模块、所述低噪声放大器和所述噪声源分设于四个所述安置区内。[0008]进一步地，所述低噪声放大器与所述频综模块、所述噪声源和所述限幅器之间以及所述固态功放模块与所述频综模块之间均通过推入式射频同轴连接器相连。[0009]进一步地，所述推入式射频同轴连接器为BMA同轴连接器、SMB同轴连接器、SSMB同轴连接器、OSSP同轴连接器和MCX同轴连接器中的一种或几种。[0010]进一步地，所述推入式射频同轴连接器为BMA同轴连接器，所述BMA同轴连接器包括插头和与所述插头适配的插座；所述固态功放模块、所述低噪声放大器、所述噪声源和所述频综模块上分别设有一个、三个、一个和四个所述插座，每一所述插座上插接有所述插头。

[0011]进一步地，所述固态功放模块、所述低噪声放大器和所述噪声源平行排列，且与设于三者上的所述插座适配的各所述插头均设于一第一转接板上。[0012]进一步地，与所述频综模块上的四个所述插座相适配的所述插头均设于一第二转

3

CN 1083163 A

说　明　书

2/4页

接板上。

[0013]进一步地，所述四端环形器其中一端口连接有作为匹配负载的波导负载。。[0014]进一步地，所述连接波导、激励器和波导负载铣制在所述壳体上。[0015]进一步地，所述固态功放模块和所述激励器之间的互连方式采用探针耦合。[0016]进一步地，所述隔板与所述壳体一体化成型。[0017]与现有技术相比，本发明的优点在于：[0018](1)本发明中，固态功放模块、频综模块、低噪声放大器、噪声源、连接波导、四端环形器、激励器和限幅器集成在同一个壳体上，成为一个组件，不必设计机箱进行安装，降低了整体的体积，满足了雷达小型化的需求。[0019](2)本发明中，低噪声放大器与频综模块、噪声源和限幅器之间以及固态功放模块与频综模块之间均通过推入式射频同轴连接器相连。通过推入式射频同轴连接器进行中频、微波信号的互联，相对于传统使用SMA连接器的射频电缆，大大减小了占用空间，从而很大程度上减小了雷达的体积，而且采用推入式射频同轴连接器，插接更加方便。[0020](3)本发明中，连接波导、激励器和波导负载直接铣制在壳体上，比使用标准波导管更加紧凑，进一步减小了雷达的体积。[0021](4)本发明中，固态功放模块和激励器的互连方式采用探针耦合，减少了射频接插件的使用，减小占用空间。附图说明

[0022]图1为本发明实施例提供的雷达用收发组件组成框图；

[0023]图2为本发明实施例提供的雷达用收发组件电路连接示意图。[0024]图中：1、固态功放模块；2、频综模块；20、上变频组件；21、下变频组件；3、低噪声放大器；4、噪声源；5、连接波导；6、四端环形器；7、激励器；8、限幅器；9、BMA同轴连接器；90、插头；91、插座；92、第一转接板；93、第二转接板；10、波导负载。具体实施方式

[0025]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。[0026]参见图1所示，本发明实施例提供一种雷达用收发组件，其包括集成在同一壳体上的固态功放模块1、频综模块2、低噪声放大器3、噪声源4、连接波导5、四端环形器6、激励器7和限幅器8；壳体上通过隔板分隔有四个安置区，固态功放模块1、频综模块2、低噪声放大器3和噪声源4分设于四个安置区内。隔板与壳体一体化成型。[0027]参见图2所示，收发组件的接收信号由天线输入，依次经过连接波导5和四端环形器6，四端环形器6用以实现收发通道隔离，再经过限幅器8用以防止接收通道烧毁，接着经过低噪声放大器3用以保证在较低的噪声系数下放大，然后经过频综模块2，得到中频回波信号，频综模块2包括上变频组件20和下变频组件21，下变频组件21提取低噪声放大器3放大的回波信号的相位信息，并输入至信号处理器，中频的回波信号作为信号处理器的输入信号，回波信号经信号处理器解算后可以在屏幕上显示空域内的目标；限幅器8和低噪声放大器3构成接收通道的主体构架；

[0028]收发组件的发射信号由信号处理器输出，经上变频组件20倍频至微波频率，再依

4

CN 1083163 A

说　明　书

3/4页

次经过固态功放模块1和激励器7，激励器7是同轴转波导的转换装置，接着经过四端环形器6和连接波导5，最后经天线辐射至空间中；固态功放模块1和激励器7构成发射通道的主体构架。

[0029]本发明中，发射系统包括固态功放模块1；接收系统包括频综模块2、低噪声放大器3和噪声源4；馈线系统包括连接波导5、四端环形器6、激励器7和限幅器8，发射系统和接收系统均为微波电路，可以将发射系统和接收系统安装在铝合金铣制的屏蔽盒内，馈线系统作为波导元件，通常采用紫铜或铝合金制造。显然，三个系统均可以使用铝合金作为结构材料，因此，发射系统、接收系统和馈线系统集成在同一个铝合金制壳体上，形成单一的组件。壳体上通过隔板分隔出四个安置区，固态功放模块1、频综模块2、低噪声放大器3和噪声源4分设于四个安置区内，互不影响。四端环形器6与限幅器8之间的互连方式采用螺钉连接。四端环形器6与限幅器8连接紧密后嵌入激励器7、连接波导5和波导负载10加工时预留的位置上。

[0030]本发明中，固态功放模块、频综模块、低噪声放大器、噪声源、连接波导、四端环形器、激励器和限幅器集成在同一个壳体上，成为一个组件，不必设计机箱进行安装，降低了整体的体积，满足了雷达小型化的需求。[0031]参见图1所示，低噪声放大器3与频综模块2、噪声源4和限幅器8之间以及固态功放模块1与频综模块2之间均通过推入式射频同轴连接器相连。通过推入式射频同轴连接器进行中频、微波信号的互联，相对于传统使用SMA接头的射频电缆，大大减小了占用空间，从而很大程度上减小了雷达的体积，而且采用推入式射频同轴连接器，插接更加方便。[0032]推入式射频同轴连接器可以选择BMA同轴连接器9、SMB同轴连接器、SSMB同轴连接器、OSSP同轴连接器或MCX同轴连接器，各同轴连接器均包括插座和与之匹配的插头。[0033]低噪声放大器3与频综模块2、噪声源4和限幅器8之间以及固态功放模块1与频综模块2之间用于连接的推入式射频同轴连接器可以采用相同的或不同的同轴连接器。[0034]参见图1所示，本实施例中，上述各个部件之间用于连接的推入式射频同轴连接器采用BMA同轴连接器9，BMA同轴连接器9包括插头90和与插头90适配的插座91；固态功放模块1、低噪声放大器3、噪声源4和频综模块2上分别设有一个、三个、一个和四个插座91，每一插座91上插接有插头90。[0035]具体地，结合图1，在BMA转接板的应用中，固态功放模块1、低噪声放大器3和噪声源4平行排列，左侧对齐。在这个左侧上引出各三者内部的中频信号或射频信号至壳体表面的插座91上，与之对应的第一转接板92上安装与设于三者上的插座91适配的各插头90(XS1～XS5)。插头90和插座91对位后压紧，即可完成信号的连接。[0036]将多个插头90安装于第一转接板92上，只需要操作一次第一转接板92便可以完成多个连接器的安装。因为插座91外形完全一样，使用了第一转接板92还可以防止人员将插座91序号识别错误导致的错插。[0037]考虑到整体的尺寸协调，避免收发组件长宽不合整机要求，频综模块2并没有和以上三个模块平行设置，而是单独设置了一块区域，见图1所示。因此，也单独设置了频综模块2所使用的第二转接板93，与频综模块2上的四个插座91相适配的插头90均设于第二转接板93上。

[0038]根据各模块之间的信号流程，使用射频电缆将转接板上对应的插头进行连接，即

5

CN 1083163 A

说　明　书

4/4页

完成了各模块间中频、射频信号的连通。连接关系见表1：[0039]表1各插头连接关系

[0040]

[0041]

[0042]

参见图1和图2所示，四端环形器5其中一端口连接有作为匹配负载的波导负载10。

[0043]本发明中，连接波导5、激励器7和波导负载10直接铣制在壳体上，比使用标准波导管更加紧凑，进一步减小了雷达的体积。四端环形器6、限幅器8可以外购成品直接嵌入。[0044]参见图1所示，固态功放模块1和激励器7之间设有一根探针12，二者的互连方式采用探针耦合，减少了2组射频接插件的使用，减小占用空间。[0045]本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

6

CN 1083163 A

说　明　书　附　图

1/1页

图1

图2

7