阅读说明：本技术 雷达收发组件 (Radar receiving and transmitting assembly ) 是由 包晓军 刘远曦 李琳 刘会涛 王育才 王永刚 黄辉 刘航 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种雷达收发组件,包括：公共输入端口、共用功分器、第一幅相控制模组、第二幅相控制模组、第一接收端口、第二接收端口、第一环形器、第二环形器、第一极化天线端口、第二极化天线端口、功分复用模组；公共输入端口与所述共用功分器信号连接；公共输入端口分别与第一幅相控制模组、第二幅相控制模组信号连接；第一幅相控制模组分别与第一环形器、第一接收端口信号连接；第二幅相控制模组分别与第二环形器、第二接收端口信号连接；功分复用模组分别与第一环形器、所述第二环形器、第一幅相控制模组、第二幅相控制模组信号连接；第一极化天线端口与第一环形器信号连接,第二极化天线端口与第二环形器信号连接。(The invention discloses a radar transceiving component, comprising: the antenna comprises a common input port, a shared power divider, a first amplitude-phase control module, a second amplitude-phase control module, a first receiving port, a second receiving port, a first circulator, a second circulator, a first polarized antenna port, a second polarized antenna port and a power division multiplexing module; the common input port is in signal connection with the common power divider; the common input port is respectively in signal connection with the first amplitude phase control module and the second amplitude phase control module; the first amplitude and phase control module is respectively in signal connection with the first circulator and the first receiving port; the second amplitude and phase control module is respectively in signal connection with the second circulator and the second receiving port; the power division multiplexing module is respectively in signal connection with the first circulator, the second circulator, the first amplitude-phase control module and the second amplitude-phase control module; the first polarized antenna port is in signal connection with the first circulator and the second polarized antenna port is in signal connection with the second circulator.)

雷达收发组件

技术领域

本发明涉及雷达探测领域，特别涉及一种雷达收发组件。

背景技术

目前在天气探测雷达应用中，通常采用双偏振探测雷达(或者双极化探测雷达)方式对天气目标进行探测。与传统的机械雷达相比较，双偏振探测雷达在时空分辨率方面具备明显优势。而在工程应用中，双偏振探测雷达需要支持定向发射、全向发射等多种不同的工作方式，对双偏振探测雷达的收发组件来说，需要支持水平极化波束、垂直极化波束两个波束的灵活实现。双偏振探测雷达的收发组件的不同实现方式，对双偏振探测雷达的实现方式、技术难度、成本都有重要影响。

而为了满足双偏振探测雷达水平极化波束、垂直极化波束定向发射、全向发射等工作模式，则收发组件往往采用物理上相互独立的水平极化通道、垂直极化通道，以实现水平极化波束、垂直极化波束定向发射、全向发射工作。然垂直极化接收通道、垂直极化发射通道、水平极化接收通道、水平极化发射通道分别独立使用一个射频端口、一个移相器和一个衰减器来实现发射和接收的波束控制。这种实现方式增加了收发组件实现成本，同时接收和发射端口物理分开，增加了收发组件外部走线或者外部射频电缆的数量和成本，增加了系统的复杂度及电路板设计面积。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提出一种雷达收发组件，能够对传输通道进行复用，以通过公共输入端口进行功分处理进而获取水平极化波束、垂直极化波束的激励信号，该激励信号严格同步。

根据本发明的第一方面实施例的雷达收发组件，包括：公共输入端口、共用功分器、第一幅相控制模组、第二幅相控制模组、第一接收端口、第二接收端口、第一环形器、第二环形器、第一极化天线端口、第二极化天线端口、功分复用模组；

所述公共输入端口与所述共用功分器信号连接；

所述公共输入端口分别与所述第一幅相控制模组、所述第二幅相控制模组信号连接；

所述第一幅相控制模组分别与所述第一环形器、所述第一接收端口信号连接；

所述第二幅相控制模组分别与所述第二环形器、所述第二接收端口信号连接；

所述功分复用模组分别与所述第一环形器、所述第二环形器、所述第一幅相控制模组、所述第二幅相控制模组信号连接；

所述第一极化天线端口与所述第一环形器信号连接，所述第二极化天线端口与所述第二环形器信号连接。

根据本发明实施例的雷达收发组件，至少具有如下有益效果：能够对传输通道进行复用，以通过公共输入端口进行功分处理进而获取水平极化波束、垂直极化波束的激励信号，该激励信号严格同步，且降低系统复杂度，节约成本。

根据本发明的一些实施例，所述功分复用模组包括第一功分器、第二功分器、第一射频开关、第二射频开关；

所述第一功分器分别与所述第一射频开关、所述第二射频开关信号连接；

所述第二功分器分别与所述第一射频开关、所述第二射频开关信号连接。

通过分别驱动第一射频开关、第二射频开关进行选择闭合，以使垂直极化响应信号、水平极化响应信号被输入至第一接收端口、第二接收端口。

根据本发明的一些实施例，所述功分复用模组包括第一功分器、第二功分器、第一射频开关、第二射频开关、第七射频开关、第八射频开关；

所述第一功分器与所述第七射频开关信号连接；

所述第二功分器与所述第八射频开关开关信号连接；

所述第一射频开关分别与所述第七射频开关、所述第二功分器分别信号连接；

所述第二射频开关分别与所述第八射频开关、所述第一功分器分别信号连接。

通过设置第七射频开关、第八射频开关，以提高水平极化响应信号、垂直极化响应信号的隔离度

根据本发明的一些实施例，所述第一幅相控制模组包括：第三射频开关、第一幅度控制元件、第一放大元件、第一相位控制元件、第四射频开关；

所述第三射频开关与所述共用功分器信号连接；

所述第一幅度控制元件与所述第三射频开关信号连接；

所述第一放大元件与所述第一相位控制元件信号连接；

所述第四射频开关与所述第一相位控制元件信号连接。

通过设置第一幅相控制模组以对水平极化响应信号、垂直极化响应信号进行幅度相位处理，以对水平极化响应信号、垂直极化响应信号的幅度信息、相位信息进行解析。通过第一幅相控制模组对水平极化信号进行幅度相位处理，以使水平极化信号具有预设相位及预设幅度信息。

根据本发明的一些实施例，所述第二幅相控制模组包括：第五射频开关、第二幅度控制元件、第二放大元件、第二相位控制元件、第六射频开关；

所述第五射频开关与所述共用功分器信号连接；

所述第二幅度控制元件与所述第五射频开关信号连接；

所述第二放大元件与所述第二相位控制元件信号连接；

所述第六射频开关与所述第二相位控制元件信号连接。

通过设置第二幅相控制模组以对水平极化响应信号、垂直极化响应信号进行幅度相位处理，以对水平极化响应信号、垂直极化响应信号的幅度信息、相位信息进行解析。通过第二幅相控制模组对垂直极化信号进行幅度相位处理，以使水平极化信号具有预设相位及预设幅度信息。

根据本发明的一些实施例，还包括第一限幅器、第一低噪声放大器；

所述第一限幅器的输入端与第一环行器信号连接；

所述低噪声放大器的输入端与所述第一限幅器的输出端信号连接；

所述低噪声放大器的输出端与所述功分复用模组信号连接。

通过设置第一限幅器以对极化响应信号进行限幅处理，以避免第一极化天线端口所接收极化响应信号幅度超过可检测幅度，通过第一低噪声放大器以对极化响应信号中有效成分进行放大。

根据本发明的一些实施例，还包括第二限幅器、第二低噪声放大器；

所述第二限幅器的输入端与第二环行器信号连接；

所述第二低噪声放大器的输入端与所述第二限幅器的输出端信号连接；

所述第二低噪声放大器的输出端与所述功分复用模组信号连接。

通过设置第二限幅器以对极化响应信号进行限幅处理，以避免第二极化天线端口所接收极化响应信号幅度超过可检测幅度，通过第二低噪声放大器以对极化响应信号中有效成分进行放大。

根据本发明的一些实施例，所述第一极化天线端口用于发射水平极化信息；

所述第二极化天线端口用于发射垂直极化信息。

根据本发明的一些实施例，所述第一环行器与第一幅相控制模组之间设有第一极化信号链路；

所述第二环行器与第二幅相控制模组之间设有第二极化信号链路。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的雷达收发组件的结构示意图；

图2为本发明一实施例的雷达收发组件的功分复用模组的示意图。

图3为本发明另一实施例的雷达收发组件的功分复用模组的示意图。

图4为图1雷达收发组件中的局部示意图。

附图标记说明

10、公共输入端口；11、共用功分器；20、第一幅相控制模组；30、第二幅相控制模组；21、第四射频开关；22、第一相位控制元件；23、第一放大元件； 24、第一幅度控制元件；25、第三射频开关；31、第五射频开关；32、第二幅度控制元件；33、第二放大元件；34、第二相位控制元件；35、第六射频开关；40、功分复用模组；41、第一射频开关；42、第二射频开关；43、第一功分器；44、第二功分器；45、第七射频开关；46、第八射频开关；51、第一接收端口；52、第二接收端口；53、第一极化天线端口；54、第二极化天线端口；61、第一环形器；62、第二环形器；71、第一限幅器；72、第二限幅器；81、第一低噪声放大器；82、第二低噪声放大器；91、第一极化信号链路；92、第二极化信号链路。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

第一实施例

参照图1，图1为本发明实施例的雷达收发组件的结构示意图。一种雷达收发组件，包括：公共输入端口10、共用功分器11、第一幅相控制模组20、第二幅相控制模组30、第一接收端口51、第二接收端口52、第一环形器61、第二环形器62、第一极化天线端口53、第二极化天线端口54、功分复用模组40；公共输入端口10与共用功分器11信号连接；公共输入端口10分别与第一幅相控制模组20、第二幅相控制模组30信号连接；第一幅相控制模组20分别与第一环形器61、第一接收端口51信号连接；第二幅相控制模组30分别与第二环形器 62、第二接收端口52信号连接；功分复用模组40分别与第一环形器61、第二环形器62、第一幅相控制模组20、第二幅相控制模组30信号连接；第一极化天线端口53与第一环形器61信号连接，第二极化天线端口54与第二环形器62 信号连接。

请参阅图2，图2为本发明一实施例的雷达收发组件的功分复用模组的示意图。

功分复用模组40包括第一功分器43、第二功分器44、第一射频开关41、第二射频开关42；第一功分器43分别与第一射频开关41、第二射频开关42信号连接；第二功分器44分别与第一射频开关41、第二射频开关42信号连接。

第二实施例

参照图3，图3为本发明另一实施例的雷达收发组件的功分复用模组的示意图。功分复用模组40包括第一功分器43、第二功分器44、第一射频开关41、第二射频开关42、第七射频开关45、第八射频开关46；第一功分器43与第七射频开关45信号连接；第二功分器44与第八射频开关46开关信号连接；第一射频开关41分别与第七射频开关45、第二功分器44分别信号连接；第二射频开关42分别与第八射频开关46、第一功分器43分别信号连接。

请一并参照图3，通过分时驱动第一射频开关41、第二射频开关42、第七射频开关45、第八射频开关46、第一功分器43、第二功分器44，以选择性地将水平极化响应信号、垂直极化响应信号传输至第一接收端口51、第二接收端口 52。

请参照图4，图4为图1雷达收发组件中的局部示意图。第一幅相控制模组 20包括：第三射频开关25、第一幅度控制元件24、第一放大元件23、第一相位控制元件22、第四射频开关21；第三射频开关25与共用功分器11信号连接；

第一幅度控制元件24与第三射频开关25信号连接；第一放大元件23与第一相位控制元件22信号连接；第四射频开关21与第一相位控制元件22信号连接。

第二幅相控制模组30包括：第五射频开关31、第二幅度控制元件32、第二放大元件33、第二相位控制元件34、第六射频开关35；第五射频开关31与共用功分器11信号连接；第二幅度控制元件32与第五射频开关31信号连接；第二放大元件33与第二相位控制元件34信号连接；第六射频开关35与第二相位控制元件34信号连接。

请再参照图4，雷达收发组件还包括第一限幅器71、第一低噪声放大器81；第一限幅器71的输入端与第一环行器信号连接；低噪声放大器的输入端与所述第一限幅器71的输出端信号连接；低噪声放大器的输出端与功分复用模组40 信号连接。

雷达收发组件还包括第二限幅器72、第二低噪声放大器82；第二限幅器72 的输入端与第二环行器信号连接；第二低噪声放大器82的输入端与第二限幅器 72的输出端信号连接；第二低噪声放大器82的输出端与功分复用模组40信号连接。

第一极化天线端口53用于发射水平极化信息；第二极化天线端口54用于发射垂直极化信息。第一环行器与第一幅相控制模组20之间设有第一极化信号链路91；第二环行器与第二幅相控制模组30之间设有第二极化信号链路92。

以下结合具体信号传输路径，以对上述雷达收发组件进行说明。

公共输入端口10用于发射水平极化信号、垂直极化信号，并通过共用功分器11以将水平极化信号发射至第一幅相控制模组20，将垂直极化信号发射至第二幅相控制模组30。

第一幅相控制模组20对水平极化信号进行调幅移相处理，以使水平极化信号具有预设的幅度信息、相位信息。水平极化信号经由第一幅相控制模组20调制，并通过第一极化信号链路91传输至环行器，传输至第一极化天线端口53，以向外发射水平极化信号。

第二相控制模组对垂直极化信号进行调幅移相处理，以使垂直极化信号具有预设的幅度信息、相位信息。垂直极化信号经由第二幅相控制模组30调制，并通过第二极化信号链路92传输至环行器，传输至第二极化天线端口54，以向外发射垂直极化信号。

当上述水平极化信号、垂直极化信号发射至待检测目标表面，并发生反射以生成水平极化响应信号、垂直极化响应信号。水平极化响应信号、垂直极化响应信号携带有待检测目标的特征信息，其具体表现为水平极化响应信号、垂直极化响应信号中的幅度值、相位值。通过解析水平极化响应信号、垂直极化响应信号与水平极化信号、垂直极化信号中幅度差值、相位差值，以获取待检测目标的特征信息。

在定向发射模式下，水平极化响应信号经由第一极化天线端口53以被雷达收发装置接收。水平极化响应信号被第一极化天线端口53接收后，经过第一环行器传输至第一限幅器71进行限幅处理，以对水平极化响应信号的幅度进行适应性调制。第一低噪声放大器81对限幅处理后的水平极化响应信号进行低噪声放大处理。

进行低噪声放大处理后的水平极化响应信号可经由第一功分器43、第二射频开关42传输至第一幅相控制模组20，进行调幅移相处理后输出至第一接收端口51，以被系统接收进行幅度相位解析。

垂直极化响应信号经由第二极化天线端口54以被雷达收发装置接收。垂直极化响应信号被第二极化天线端口54接收后，经过第二环行器传输至第二限幅器72进行限幅处理，以对垂直极化响应信号的幅度进行适应性调制。第二低噪声放大器82对限幅处理后的垂直极化响应信号进行低噪声放大处理。

进行低噪声放大处理后的垂直极化响应信号可经由第二功分器44、第一射频开关41传输至第二幅相控制模组30，进行调幅移相处理后输出至第二接收端口52，以被系统接收进行幅度相位解析。

在全向发射模式下，水平极化响应信号经由第一极化天线端口53以被雷达收发装置接收。水平极化响应信号被第一极化天线端口53接收后，经过第一环行器传输至第一限幅器71进行限幅处理，以对水平极化响应信号的幅度进行适应性调制。第一低噪声放大器81对限幅处理后的水平极化响应信号进行低噪声放大处理。

进行低噪声放大处理后的水平极化响应信号可经由第一功分器43、第二射频开关42传输至第一幅相控制模组20，进行调幅移相处理后输出至第一接收端口51，以被系统接收进行幅度相位解析。

垂直极化响应信号经由第二极化天线端口54以被雷达收发装置接收。垂直极化响应信号被第二极化天线端口54接收后，经过第二环行器传输至第二限幅器72进行限幅处理，以对垂直极化响应信号的幅度进行适应性调制。第二低噪声放大器82对限幅处理后的垂直极化响应信号进行低噪声放大处理。

进行低噪声放大处理后的垂直极化响应信号可经由第二功分器44、第一射频开关41、第二射频开关42传输至第一幅相控制模组20，进行调幅移相处理后输出至第一接收端口51，以被系统接收进行幅度相位解析。

即通过分别驱动第一射频开关41、第二射频开关42进行选择闭合，以使垂直极化响应信号、水平极化响应信号均被输入至第一接收端口51。

在另一种全向发射模式下，水平极化响应信号经由第一极化天线端口53以被雷达收发装置接收。水平极化响应信号被第一极化天线端口53接收后，经过第一环行器传输至第一限幅器71进行限幅处理，以对水平极化响应信号的幅度进行适应性调制。第一低噪声放大器81对限幅处理后的水平极化响应信号进行低噪声放大处理。

进行低噪声放大处理后的水平极化响应信号可经由第一功分器43、第一射频开关41、第二功分器44传输至第二幅相控制模组30，进行调幅移相处理后输出至第二接收端口52，以被系统接收进行幅度相位解析。

垂直极化响应信号经由第二极化天线端口54以被雷达收发装置接收。垂直极化响应信号被第二极化天线端口54接收后，经过第二环行器传输至第二限幅器72进行限幅处理，以对垂直极化响应信号的幅度进行适应性调制。第二低噪声放大器82对限幅处理后的垂直极化响应信号进行低噪声放大处理。

进行低噪声放大处理后的垂直极化响应信号可经由第一射频开关41、第二功分器44传输至第二幅相控制模组30，进行调幅移相处理后输出至第二接收端口52，以被系统接收进行幅度相位解析。

即通过分别驱动第一功分器43、第一射频开关41、第二射频开关42进行选择闭合，以使垂直极化响应信号、水平极化响应信号均被输入至第二接收端口 52。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。