一种P波段高频率射频电路及装置的制作方法

一种p波段高频率射频电路及装置
技术领域
1.本实用新型涉及信号发射技术领域，特别涉及一种p波段高频率射频电路及装置。


背景技术：

2.电磁波已经被用于各个领域，电磁波的接收与发射一直是重点研究的课题。电磁波包括多个波段，其中，p波段是波长介于米波和分米波之间的雷达频段。目前，在对p波段高频率电磁波的发射处理方面，现有的射频装置存在集成性能较差的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于：提供一种p波段高频率射频电路及装置，旨在解决现有技术中存在集成性能较差的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.第一方面，本实用新型提出一种p波段高频率射频电路，包括依次连接的输入模块、功率分配模块、分路开关模块、耦合滤波模块和输出模块；
6.所述输入模块，用于接收p波段高频率信号，并将所述信号发送至所述功率分配模块；
7.所述功率分配模块，用于将所述信号等功率分配为至少两路，获得至少两路分配后的信号，并将所述分配后的信号发送至所述分路开关模块；
8.所述分路开关模块，用于针对每一路所述分配后的信号，进行至少两路分路的开关切换，获得对应的分路信号，并将所述分路信号发送至所述耦合滤波模块；
9.所述耦合滤波模块，用于针对每一路分路信号，进行滤波处理和耦合处理，并将处理后的射频信号发送至所述输出模块；
10.所述输出模块，用于发射所述射频信号。
11.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述电路还包括与所述功率分配模块连接的电源控制模块；
12.所述电源控制模块，用于根据接收到的电源控制指令对应提供工作电压给所述功率分配模块。
13.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述电路还包括与所述分路开关模块连接的射频控制模块；
14.所述射频控制模块，用于根据接收到的射频控制指令生成对应的射频控制信号，对应控制所述分路开关模块的分路切换状态。
15.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述功率分配模块包括微带合路器，所述微带合路器分别与所述输入模块和所述分路开关模块连接；
16.所述微带合路器用于将接收到的信号等功率分配为至少两路，并输出至分路开关模块。
17.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述分路开关模块包括至少两个移相器和
至少两个单刀多掷开关，所述移相器与所述功率分配模块的一路输出连接，所述单刀多掷开关的不动端与所述移相器连接，动端与所述耦合滤波模块连接；
18.所述移相器用于对每一路所述分配后的信号进行相位补偿，并将相位补偿后的信号发送至所述单刀多掷开关；
19.所述单刀多掷开关用于根据接收到的射频控制信号，控制所述动端与任意一个所述不动端连接，以将所述相位补偿后的信号切换至对应的分路，并输出分路信号至所述耦合滤波模块。
20.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述单刀多掷开关采用吸收式单刀双掷开关。
21.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述耦合滤波模块包括至少四个滤波器和至少四个耦合器，所述滤波器的输入端与所述分路开关模块的分路输出连接，所述耦合器的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述耦合器的输出端与所述输出模块连接；
22.所述滤波器用于对所述分路信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至所述耦合器；
23.所述耦合器用于对所述滤波后的信号进行耦合处理，并将处理后的射频信号发送至所述输出模块。
24.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述输出模块包括耦合合成器，所述耦合合成器与所述耦合滤波模块连接；
25.所述耦合合成器用于将所述射频信号合路成一路后进行发射。
26.可选地，上述p波段高频率射频电路中，所述电路采用微带传输线无损连接。
27.第二方面，本实用新型还提出一种p波段高频率射频装置，包括如上述的p波段高频率射频电路。
28.本实用新型提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：
29.本实用新型提出的一种p波段高频率射频电路及装置，通过采用功率分配模块将输入信号等功率分配为至少两路，并采用分路开关模块对分配后的信号进行至少两路分路的开关切换，还采用耦合滤波模块对每一路分路信号进行滤波和耦合，将处理后的射频信号发射出去，实现了对p波段高频率信号进行发射处理的目的；本实用新型的电路中各个模块可一体集成，集成度高，减小了射频装置的体积，并且具有低损耗、高定向性、高谐波抑制的优点；本实用新型实现了发射通道合路、耦合、滤波等功能，同时可接收上位机发送的射频控制指令实现移相和开关功能。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
31.图1为本实用新型p波段高频率射频电路第一实施例的连接示意图；
32.图2为图1的细化连接示意图。
33.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.需要说明，在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的装置或者系统中还存在另外的相同要素。另外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系。
36.在本实用新型中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
37.实施例一
38.参照图1至图2，图1为本实用新型p波段高频率射频电路第一实施例的连接示意图，图2为图1中的细化连接示意图；本实施例提出一种p波段高频率射频电路。所述p波段高频率射频电路包括：
39.依次连接的输入模块、功率分配模块、分路开关模块、耦合滤波模块和输出模块；以及与所述功率分配模块连接的电源控制模块和与所述分路开关模块连接的射频控制模块；其中，
40.所述输入模块，用于接收p波段高频率信号，并将所述信号发送至所述功率分配模块；
41.所述功率分配模块，用于将所述信号等功率分配为至少两路，获得至少两路分配后的信号，并将所述分配后的信号发送至所述分路开关模块；
42.所述分路开关模块，用于针对每一路所述分配后的信号，进行至少两路分路的开关切换，获得对应的分路信号，并将所述分路信号发送至所述耦合滤波模块；
43.所述耦合滤波模块，用于针对每一路分路信号，进行滤波处理和耦合处理，并将处理后的射频信号发送至所述输出模块；
44.所述输出模块，用于发射所述射频信号；
45.所述电源控制模块，用于根据接收到的电源控制指令对应提供工作电压给所述功
率分配模块；
46.所述射频控制模块，用于根据接收到的射频控制指令生成对应的射频控制信号，对应控制所述分路开关模块的分路切换状态。
47.工作时，电源控制模块接收到开启电源的指令后，给功率分配模块供电；输入模块接收p波段高频率信号，并发送至功率分配模块；功率分配模块将信号等功率分配为至少两路，获得至少两路分配后的信号，并发送至分路开关模块；分路开关模块针对每一路分配后的信号，根据接收到的射频控制信号进行至少两路分路的开关切换，获得对应的分路信号，并发送至耦合滤波模块；耦合滤波模块针对每一路分路信号，进行滤波处理和耦合处理，并将处理后的射频信号发送至输出模块进行发射。
48.电源控制指令和射频控制指令可以由用户通过上位机发出，电源控制模块的供电接口采用j30j-31zk，射频控制模块的射频接口采用sma-jhf471。
49.本实施例中，以400-500mhz工作频率的p波段高频率信号为例进行说明，具体集成路数可根据实际设定，本实施例设定集成路数为8路。
50.进一步地，所述功率分配模块包括微带合路器，所述微带合路器分别与所述输入模块和所述分路开关模块连接；
51.所述微带合路器用于将接收到的信号等功率分配为至少两路，并输出至分路开关模块。
52.本实施例中，所述微带合路器为4路微带合路器，内部包括3个子电路，每个子电路将一路信号分配为两路，第一子电路将接收到的信号先分配成两路，再由第二子电路和第三子电路分别对分配成两路的信号再进行分配，最终输出4路分配后的信号。该4路微带合路器具有体积小的优势，且端口间有很好的隔离。本实施例的微带合路器可以采用高频微波板来制作，一方面相比腔体合路器可以减少50％以上的体积，另一方面高频微波板可以减少信号传输损耗，尤其是在高频段时，损耗较小。
53.进一步地，所述分路开关模块包括至少两个移相器和至少两个单刀多掷开关，所述移相器与所述功率分配模块的一路输出连接，所述单刀多掷开关的不动端与所述移相器连接，动端与所述耦合滤波模块连接；
54.所述移相器用于对每一路所述分配后的信号进行相位补偿，并将相位补偿后的信号发送至所述单刀多掷开关；
55.所述单刀多掷开关用于根据接收到的射频控制信号，控制所述动端与任意一个所述不动端连接，以将所述相位补偿后的信号切换至对应的分路，并输出分路信号至所述耦合滤波模块。
56.本实施例中，所述移相器可以采用耐受大功率的开关管，具有小型化、低损耗、高耐功率的特点。所述单刀多掷开关采用单刀双掷开关，将每一路相位补偿后的信号切换至不同的两路分路。对应前述4路分配后的信号，具有8个分路。
57.更进一步地，所述单刀多掷开关采用吸收式单刀双掷开关。
58.在信号传输过程中，若信号在开关处发生反射，会对电路造成性能恶化甚至损害，本实施例采用的吸收式开关，当动端的端口处于传输状态时，信号可以无反射地输出到之后的电路中，当动端的端口处于隔离状态时，信号可以无反射地被吸收电阻所吸收，具有较好地防反射功能。并且，具有小型化、低损耗、高耐功率的优点。
59.进一步地，所述耦合滤波模块包括至少四个滤波器和至少四个耦合器，所述滤波器的输入端与所述分路开关模块的分路输出连接，所述耦合器的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述耦合器的输出端与所述输出模块连接；
60.所述滤波器用于对所述分路信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至所述耦合器；
61.所述耦合器用于对所述滤波后的信号进行耦合处理，并将处理后的射频信号发送至所述输出模块。
62.本实施例中，对应分路开关模块的8个分路，每个分路都连接一个滤波器和一个耦合器，并对应8个输出端口，均连接至输出模块。
63.所述耦合器可以采用波导、同轴、脊波导、微带线和带状线等定向耦合器，定向耦合器是可以实现定向耦合的无源微波器件，本实施例在定向耦合器的p波段耦合段加设电感，可以减少耦合器的尺寸，比原有的未加电感的尺寸缩小了30％，增加耦合的方向性，定向性比未加电感的定向性提高了15db，从而使得耦合滤波模块具有体积小、隔离度定向性好、串扰少的优点。
64.所述滤波器采用腔体滤波器，具体可以设置4个腔体，在腔体中添加介质，既可以用填充介质的方式来减小体积，又可以提高滤波器的功率容量，从而使得耦合滤波模块具有体积小、损耗小、谐波抑制度高的特点。
65.进一步地，所述输出模块包括耦合合成器，所述耦合合成器与所述耦合滤波模块连接；
66.所述耦合合成器用于将所述射频信号合路成一路后进行发射。
67.更进一步地，所述电路采用微带传输线无损连接。实现了一体集成和小型化。
68.本实施例的p波段高频率射频电路，通过采用功率分配模块将输入信号等功率分配为至少两路，并采用分路开关模块对分配后的信号进行至少两路分路的开关切换，还采用耦合滤波模块对每一路分路信号进行滤波和耦合，将处理后的射频信号发射出去，实现了对p波段高频率信号进行发射处理的目的；本实用新型的电路中各个模块可一体集成，集成度高，减小了射频装置的体积，并且具有低损耗、高定向性、高谐波抑制的优点。本实施例的电路实现了发射通道合路、耦合、滤波等功能，同时可接收上位机发送的射频控制指令实现移相和开关功能。
69.实施例二
70.在实施例一的基础上，本实施例提出一种p波段高频率射频装置，可以与电磁波产生装置连接，将产生的p波段信号发射出去。所述装置包括p波段高频率射频电路；其中，
71.p波段高频率射频电路的具体结构参照上述实施例，由于本实施例采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
72.需要说明的是，本实用新型中各个模块的电连接方面根据实际需求进行布线，本领域技术人员可根据现有技术进行简单设计，在此不再赘述。本实用新型中的“移相器、滤波器、耦合器”均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，“电源控制模块、射频控制模块”可实现的功能也为本领域技术人员通用的编程手段，本实用新型通过上述部件的互相结合，解
决了“现有技术中存在集成性能较差的问题”。
73.另外，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。