[实用新型]收发共用时延校正器

说明书

技术领域

本发明属于微波天线技术领域，具体涉及一种收发共用时延校正模块，主要应用方向为星载有源天线的时延校正。

背景技术

星载有源天线在用于星间、星地测距与通信时，为保证测距准确度，需要对有源天线的发射和接收时延进行校准。传统的时延校正模块通常由功分器或耦合器构成，通过功分或者耦合将发射(接收)信号分流出一部分给信号处理终端。这种方法存在以下不足：

1)传统时延校正模块需要消耗有用信号的能量，这将对有源天线的性能，特别是发射ERIP产生不可忽视的损失。

2)传统时延校正模块仅支持发射或接收单一模式，如需要同时实现发射时延校正以及接收时延校正，则需要为两种时延校正分别配备时延校正模块。

传统时延校正模块在有源天线正常工作时构成了信号泄漏通路，将影响天线的收发隔离度。特别是在收发同频的系统中，传统时延校正模块的引入将恶化系统性能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单，可靠性高，收发共用的时延校正模块，解决了传统时延校正模块集成度低，影响系统性能的问题，可以在不影响系统性能的情况下，满足星载有源天线时延校正的需求。

本发明的技术解决方案是：收发共用时延校正器，包括开关单元以及接收耦合器、发射耦合器；开关单元包括三个开关和三组衰减器，所述的三个开关分别记为开关Ⅰ、开关Ⅱ、开关Ⅲ；

接收耦合器、发射耦合器分别安装在有源天线的接收和发射通道上；开关单元对外提供3个射频接口分别记为接收端、发射端和校正天线端；其中，开关Ⅱ采用单刀双掷开关，开关Ⅱ的不动端串联一组衰减器后作为校正天线端口连接校正天线；开关Ⅱ的一个动端串联开关Ⅲ、一组衰减器后作为发射端与接收耦合器连接；开关Ⅱ的另一个动端串联一组衰减器、开关Ⅰ后作为接收端与发射耦合器连接。

进一步的，所述的开关Ⅰ、开关Ⅲ为单刀双掷开关或者单刀单掷开关。

进一步的，所述的发射耦合器、接收耦合器采用微带定向耦合器形式。

进一步的，微带定向耦合器由两条等宽的微带传输线组成，形成四个端口，分别是输入端、直通端、隔离端、耦合端；在发射通道上，发射耦合器的直通端连接有源天线射频发射接口，发射耦合器的输入端连接有源天线信号放大的发射端，发射耦合器的耦合端连接开关单元的接收端；在接收通道上，接收耦合器的直通端连接有源天线的射频接收接口，接收耦合器的输入端连接有源天线信号放大的接收端，接收耦合器的隔离端连接开关单元的接收端。

进一步的，每组衰减器由多只衰减器串联而成，每组中至少包含一只可调衰减器。

进一步的，通过将衰减器控制端的控制电压上拉或下拉的方式固定衰减量。

本发明与现有技术相比有益效果为：

1)克服了传统时延校正模块需要消耗有用信号能量的缺点，在时延校正模式下，为有源天线提供时延校正的射频通道，在非时延校正模式下，射频通道全部断开，有效降低了有用信号的泄漏；

2)克服了传统时延校正模块仅支持发射或接收单一模式的缺点，通过开关单元的开关切换，可以实现收发共用；

3)克服了传统时延校正模块降低天线收发隔离度的缺点，在非时延校正模式下，时延校正通路全部断开，可以有效防止形成有用信号的泄漏通路；

4)将本发明应用于某卫星有源天线中，已成功通过在轨飞行验证。

附图说明

图1为本发明的收发共用时延校正模块的原理框图；

图2为本发明收发共用时延校正模块与有源天线的连接框图；

图3为本发明的收发共用时延校正模块耦合器电原理图；

图4为本法明的收发共用时延校正模块开关单元电原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

本实用新型设计一种收发共用时延校正器，如图1、2所示，该时延校正器由一个开关单元和两个耦合器(记为发射耦合器和接收耦合器)组成。耦合器安装在有源天线的发射和接收通道上，开关单元连接有源天线的发射端口、接收端口以及校正端口。通过耦合器的信号耦合和开关单元的开关切换，可以分别在有源天线中形成发射和接收时延校正回路，用于配合信号处理终端完成发射时延校正和接收时延校正。在非时延校正工作状态下，通过开关单元的切换，可以使原校正通道断开，消除了信号泄漏通路，不会恶化原系统的收发隔离度。整个时延校正模块的原理框图如图1所示。时延校正模块与有源天线的连接关系如图2所示。