发明内容

本发明是为了解决现有定标系统体积大、不能高稳定性输出和接收通道增益不能随温度波动的问题，提供一种收发子系统高精度微波内定标器，将五级开关、三级衰减器、校准源发射通道和接收通道集成于一体，由于产品采用模块化设计，各端口匹配良好，各部分通过刚性电缆互联，实现收发子系统高精度定标，同时满足系统环境条件需求。

本发明提供一种收发子系统高精度微波内定标器，包括：用于选通的开关网络，与开关网络分别电连接的发射通道，接收通道和衰减网络；

发射通道与系统发射链路电连接，发射通道用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为主信号向系统发射链路输出，发射通道用于接收中频发射信号并经过滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为发射校准信号向开关网络输出，主信号和发射校准信号均为射频信号；

接收通道与系统接收链路电连接，接收通道用于接收系统接收链路发送的射频输入信号并变频为中频接收信号向外界输出，接收通道用于接收开关网络输出的接收校准信号并变频为中频接收信号向外界输出；

开关网络与天线相连，开关网络用于接收发射通道发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给天线，开关网络用于接收发射通道发送的发射校准信号并将发射校准信号发送给衰减网络，开关网络用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给衰减网络，开关网络用于从天线接收接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道；开关网络用于接收从衰减网络发送的接收校准信号并将接收校准信号发送给接收通道；

衰减网络用于接收开关网络发送的发射校准信号将发射校准信号衰减后生成接收校准信号，并将接收校准信号输出给开关网络，衰减网络用于接收开关网络发送的接收校准信号并进行衰减。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，衰减网络包括依次相连的第一衰减模块、第二衰减模块和第三衰减模块。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，开关网络包括第一开关，与第一开关均相连且结构相同的第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块与发射通道、衰减网络均电连接；第二开关模块与接收通道、衰减网络均电连接。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，第一开关模块包括级联的一级开关和二级开关，第一开关模块独立封装。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，衰减网络和开关网络之间采用刚性电缆连接。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，接收通道内部设置有多级温度补偿器。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，发射通道和接收通道输入口采用高隔离开关。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，射频输入信号和接收校准信号为Ku/Ka频段射频信号，接收通道用于将接收的Ku/Ka频段射频信号下变频至S频段再下变频成中频接收信号；

接收通道包括用于将Ku/Ka频段射频信号下变频至S频段的第一腔体和用于将S频段下变频成120MHz中频的第二腔体，衰减网络、开关网络、第一腔体和第二腔体均采用MIC工艺独立成腔；

中频发射信号、中频接收信号均为120MHz中频信号。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，发射通道包括依次连接的第一滤波器、第一功率放大器、第一混频器、第二滤波器、第二功率放大器和发射通道开关；

接收通道包括依次连接的输入开关、第三滤波器、第一补偿器、第三功率放大器、第二补偿器、第三混频器、第四功率放大器、第四混频器、第五功率放大器和第三补偿器。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，作为优选方式，其使用方法包括以下步骤：

S1、微波内定标器接收信号，当从外界接收中频发射信号时进入步骤S2，当从天线接收用于TR组件发射通道校准的接收校准信号时进入步骤S3，当从系统接收链路接收射频输入信号时进入步骤S4；

S2、发射通道从外界接收中频发射信号，当需要向系统发射链路发射主信号时进入步骤S21；当需要向天线发射用于TR组件接收通道校准用的发射校准信号时进入步骤S22；当需要进行自校准时进入步骤S23；

S21、发射通道从外界接收中频发射信号进行滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为主信号，并将主信号发送给系统发射链路，主信号发射完成；

S22、发射通道从外界接收中频发射信号进行滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为发射校准信号，发射校准信号经开关网络发送给天线，TR组件接收通道校准用信号发射完成；

S23、发射通道接收中频发射信号并进行滤波、放大、混频、二次滤波、二次放大后转换为发射校准信号，发射校准信号经开关网络发送给衰减网络，衰减网络将发射校准信号衰减形成接收校准信号，接收校准信号经开关网络发送给接收通道，接收通道将接收校准信号变频为中频接收信号向外界输出，自校准输出完成；

S3、开关网络接收天线发出的接收校准信号，当用作TR组件发射通道校准时进入步骤S31，当用作自校准时进入步骤S32；

S31、开关网络接收天线发出的接收校准信号并发送给接收通道，接收通道接收接收校准信号变频为中频接收信号向外界输出，TR组件发射通道校准信号发射完成；

S32、开关网络接收天线发出的接收校准信号并发送给衰减网络，衰减网络接收接收校准信号并进行衰减，自校准用信号处理完成；

S4、接收通道接收系统接收链路发送的射频输入信号并将射频输入信号变频为中频接收信号输送给外界，中频接收信号输送完成。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络、衰减网络、发射通道、接收通道，其中：

开关网络：由一个开关1两个开关2组成，通过发射通道，将发射校准信号通过开关网络输出，供给天线网络，对T/R组件的接收通道进行校准；将接收的校准信号通过开关网络，进入接收通道，对T/R 组件的发射通道进行校准。

衰减网络：由三个衰减模块组成，每个模块的衰减可调节范围为 30dB，与开关网络通过开关互联，接收发射通道发射的校准信号，模拟整个链路的动态，进入接收通道。

发射通道：将120MHz中频发射信号fin两次上变频，120MHz上变频至S频段，再由S上变频至Ku/Ka频段射频信号，放大器并滤波，将末级放大器推至饱和，饱和深度3dB，经过开关切换至主信号ft或发射校准信号frt。

接收通道：将接收的Ku/Ka频段射频信号两次下变频，分别接收来自开关网络和衰减网络的Ku/Ka频段校准信号，下变频至S频段，再由S频段下变频至120MHz中频接收信号fout，其中包含对信号的放大和滤波等，通道内合理设计温度补偿器，对其增益稳定性进行控制，全温度范围内增益波动≤0.5dB。

在上述收发子系统高精度微波内定标器中，开关网络、衰减网络、 S到Ku/Ka频段上变频和Ku/Ka频段到S下变频采用MIC工艺独立成腔，并在不影响电性能的前提下，在腔体上局部镂空，有效减小体积、重量的增加，各模块之间采用刚性电缆连接，异形设计，在有限的空间内保证足够的转弯半径，提高可靠性。

本发明所述的一种收发子系统高精度微波内定标器，包括开关网络、衰减网络、发射通道、接收通道，具体步骤如下：

(1)120MHz中频发射信号fin输入给发射通道，经过滤波、放大器、混频、再滤波、再放大、开关最后输出两路射频信号ft(主信号)和frt(校准信号)，通过开关切换分别供给主链路和校准链路，将开关前的末级放大器推至饱和状态，通过调整链路衰减值，将其饱和深度推至3～5dB，既保证发射通道杂散指标，又保证输出信号的稳定性。

(2)发射校准信号frt进入开关网络，经过开关1和开关2后，一分二，一路frt1供给天线，用于对相控阵收发子系统TR组件的各接收通道进行校准，一路frt2输入给衰减网络，用于该定标器的自校准。

(3)衰减网络接收开关网络的发射校准信号frt2，可通过衰减预置，调整信号强度，输出接收校准信号frr2进入该定标器的接收通道，进行该定标器的自校准。

(4)天线接收的接收校准信号frr1，经过开关网络的开关1和开关2，信号一分二，一路接收校准信号frr进入接收通道，对相控阵收发子系统TR组件的各发射通道进行校准，一路接收校准信号frr2与衰减网络连接，当开关切换至frr2时，衰减网络的衰减预置到最大，以达到良好的匹配效果。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明中的开关网络采用多级开关级联，各开关通过裸芯片设计结合MIC微组装工艺实现，独立封装的模块通过高隔离度刚性电缆互联，对刚性电缆特殊赋形设计，实现高隔离度、低插入损耗、小型化、高可靠的开关网络。

(2)本发明衰减网络采用MIC微组装工艺独立封装模块进行级联，采用高隔离度刚性电缆互联，对刚性电缆特殊赋形设计，节约空间并保证可靠性，实现高动态范围可调衰减网络。

(3)本发明发射通道输出信号稳定，全温度(-10～+45℃)范围内功率波动＜0.5dB，接收通道采用多级温度补偿器，对放大器性能进行反向补偿，增益高达60dB的接收信道，全温度(-10～+45℃)范围内增益波动＜0.5dB，另外发射通道输出和接收通道输入均采用高隔离度开关，可对主信号和校准信号进行快速切换，保证校准时收发隔离度。