[发明专利]一种300-2000MHz宽带数字TR组件

说明书

本发明提供了一种300‑2000MHz宽带数字TR组件，发射状态下，FPGA通过频率控制字、波形控制字、初相控制字控制DDS产生中频为400MHz的相应波形信号，经混频器与本振分配电路中的1600MHz或4600MHz的低本振信号产生频率分别为2000MHz或5000MHz的高中频信号，经开关滤波组的滤波选择作用，与本振分配电路中的频率分别为2300‑3000MHz或6‑7GHz的高本振信号完成混频作用，分别产生频率覆盖300‑1000MHz和1000‑2000MHz的发射信号，并由环形器完成收发切换作用。本发明将300‑2000MHz的频率范围划分为两个频段分别进行变频处理，并最终实现低速ADC和DAC分别实现波形产生和回波采样处理，降低了数字组件预处理的难度，避免变频引入的带内杂散，组件具有低成本、集成度高、设计灵活等优势。

技术领域

本发明涉及雷达领域，尤其是一种TR组件，主要针对L波段宽带有源数字相控阵雷达前端设计。

背景技术

有源相控阵(AESA)技术是近年来发展非常迅速的雷达新技术。与传统的单脉冲、脉冲多普勒等雷达技术相比，相控阵技术将给雷达技术的发展带来更加深远的影响。AESA技术的优点表现在雷达波束在空间可以非常迅速的自由跳变。可以保持天线阵面不转动而使雷达波束指向任意空域，也可以转动天线而波束在一定时间内固定指向某个区域，这都是传统机械转动雷达不能完成的。AESA的成功应用是对传统机载雷达的一次革命，极大地扩展了雷达的应用领域，提高了雷达的工作性能。

数字收发系统是雷达各大子系统的关键系统之一,是今后数字阵体制雷达的核心。传统的有源相控阵的收发系统存在体积大、笨重、射频电缆多、幅相控制精度低、控制不灵活等缺点,不适合现代数字阵雷达发展的趋势。此系统还具有高灵敏度、高信噪比,并且具存实时处理能力。可见,研制一种性能优良的L波段数字收发系统十分必要。

L波段数字收发系统的研究,大都是采用一次混频方式，把L波段射频信号搬移到中频，在中频进行数字下变频(DDC)和数字信号产生(DDS)，随着射频综合孔径、多功能任务系统的需求愈发强烈，亟需宽带数字组件的发展予以支持。300MHz-2000MHz覆盖了雷达、导航、通信、敌我识别等不同应用，需要射频前端，特别是数字组件能够覆盖全频带，以适应不同频率所完成的不同功能切换。目前300-2000MHz的宽带数字TR组件尚未见报道，若采用射频直接产生和采样的方式完成300-2000MHz的宽带数字TR组件设计，则带来的主要问题是高采样率(避免奈奎斯特重叠)引入的高设计难度和高成本，亟需解决此问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种300-2000MHz宽带数字TR组件。针对L波段宽带有源数字相控阵雷达前端设计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种300-2000MHz宽带数字TR组件，包括接收链路、发射链路和本振分配电路；

发射状态下，FPGA通过频率控制字、波形控制字、初相控制字控制DDS产生中频为400MHz的相应波形信号，经混频器与本振分配电路中的1600MHz或4600MHz的低本振信号产生频率分别为2000MHz或5000MHz的高中频信号，经开关滤波组的滤波选择作用，与本振分配电路中的频率分别为2300-3000MHz或6-7GHz的高本振信号完成混频作用，分别产生频率覆盖300-1000MHz和1000-2000MHz的发射信号，并由环形器完成收发切换作用；

接收状态下，回波信号经300-2000MHz宽带低噪声放大作用后，由2300-3000MHz或6-7GHz的高本振信号完成混频作用，所得到的高中频信号经2GHz或5GHz的带通滤波器组成的开关滤波组的滤波选择作用后，再与1600MHz或4600MHz的低本振信号混频产生400MHz的中频信号，由满足带通采样定理的低速ADC配合FPGA完成采样、抽取、滤波作用，最终形成回波信号的基带信号；