雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件及其工作方法技术方案

本发明专利技术属于航空空中交通管制和雷达监视领域，特别涉及一种雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件及其工作方法。本发明专利技术包括功率开关电路、环形器电路以及滤波器电路，功率开关电路用于切换A馈线系统与B馈线系统，环形器电路用于隔离发射信号与接收信号，保证了发射信号与接收信号之间互不串扰，滤波器实现了对回波信号的滤波，本发明专利技术能够实现A、B双套冗余馈线系统的切换，不但节约了馈线的复杂度，降低了损耗，而且结构简单，成本低廉，大大地节省了制造和运营成本。利用本切换组件的工作方法，保证了馈线系统的损耗较小，实现了发射通道的损耗不大于0.8dB，接收通道的损耗不大于1.3dB，各通道间相位误差不超过5°的指标。

Radar three beam A, B double sleeve feeder system switching component and operation method thereof

The invention belongs to the field of aviation air traffic control and radar surveillance, in particular to a radar three beam A and B double sleeve feeder system switching component and a working method thereof. The invention comprises a power switch circuit, ring circuit and filter circuit, power switch circuit for feeder system switch A and B feeder system, ring circuit for isolating the transmitted signal and the received signal, the transmitting signal and the received signal without mutual crosstalk, filter for echo signal filtering, switching the invention to achieve A, B double redundant feeder system, not only saves the complexity of the feeder, the loss is reduced, and has the advantages of simple structure, low cost, saving the cost of manufacturing and running. The work method of the switching components, ensure the small loss of feeder system, the loss of transmission channel is not greater than 0.8dB, the loss of the receiving channel is not greater than 1.3dB, the channel phase error is less than 5 degree index.

【技术实现步骤摘要】
雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件及其工作方法
本专利技术属于航空空中交通管制和雷达监视领域，特别涉及一种雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件及其工作方法。
技术介绍
二次世界大战结束后，民用航空经历了恢复和大发展的时期，正如地面交通有交通规则一样，空中交通也有飞行规则，为了规范民航的发展，高效的空中交通管制显的尤其重要。目前二次雷达已广泛用于民航空管系统，相比一次雷达，二次雷达在空中交通管制、敌我识别、信标跟踪等多方面都有一定的优势。常规二次雷达天线为垂直大口径天线，大垂直口径天线技术是二次雷达系统的革命性技术，其最大的特点就是减少了由于反射造成的虚假目标和多径造成的威力盲区。同时为了适应单脉冲技术体制测角的要求和进行副瓣抑制的需要，天线在水平方向上具有控制(Ω)波束、和(∑)波束和差(Δ)波束三波束，其中副瓣抑制通道实现在收发时对和通道的副瓣抑制，起到匿影的作用，提高和通道目标监测的抗干扰性，差通道信号的使用提高了目标监测的灵敏度和分辨率。和(∑)波束为高增益笔形波束，它保证了雷达的发射威力。现有技术中的二次雷达的三路射频信号在雷达发射与接收的过程中存在串扰，馈线通道的损耗高，无法实现雷达在A、B双套冗余系统的切换，从而导致了二次雷达体积大，成本高昂。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的不足，提供了一种雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件，本专利技术实现了A、B双套冗余系统的切换，本切换组件的结构简单，体积小，不但降低了馈线系统的复杂度，而且显著地节省了制造和运营成本。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术措施：一种雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件包括功率开关电路、环形器电路以及滤波器电路，其中，功率开关电路，用于切换A馈线系统与B馈线系统，所述功率开关电路的信号输入端分别连接三路射频信号即和RF∑信号、差RFΔ信号、控制RFΩ信号以及TTL控制信号，功率开关电路的信号输出端分别连接滤波器电路的信号输入端、功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端；环形器电路，用于隔离发射信号与接收信号，所述环形器电路的信号输入端分别连接发射∑A信号、发射∑B信号、发射ΩA信号、发射ΩB信号，环形器电路与功率开关电路之间双向通信连接，环形器电路的信号输出端连接滤波器电路的信号输入端；滤波器电路，其信号输出端分别输出接收∑A信号、接收∑B信号、接收ΔA信号、接收ΔB信号、接收ΩA信号、接收ΩB信号。优选的，所述功率开关电路包括第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关，所述第一功率开关的信号输入端分别连接和RF∑信号、TTL控制信号，第一功率开关的信号输出端分别连接功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端，第一功率开关与环形器电路之间双向通信连接；第二功率开关的信号输入端分别连接差RFΔ信号、TTL控制信号，第二功率开关的信号输出端分别连接滤波器电路的信号输入端、功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端；第三功率开关的信号输入端分别连接控制RFΩ信号、TTL控制信号，第三功率开关的信号输出端分别连接功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端，第三功率开关与环形器电路之间双向通信连接。优选的，所述环形器电路包括第一环形器、第二环形器、第三环形器、第四环形器，所述第一环形器的信号输入端、第二环形器的信号输入端分别连接发射∑A信号、发射∑B信号，第一环形器的信号输出端、第二环形器的信号输出端均连接滤波器电路的信号输入端，第一环形器、第二环形器均与第一功率开关之间双向通信连接；所述第三环形器的信号输入端、第四环形器的信号输入端分别连接发射ΩA信号、发射ΩB信号，第三环形器的信号输出端、第四环形器的信号输出端均连接滤波器电路的信号输入端，第三环形器、第四环形器均与第三功率开关之间双向通信连接。优选的，所述滤波器电路包括第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器，所述第一滤波器的信号输入端连接第一环形器的信号输出端，第一滤波器的信号输出端连接接收∑A信号；所述第二滤波器的信号输入端连接第二环形器的信号输出端，第二滤波器的信号输出端连接接收∑B信号；所述第三滤波器的信号输入端、第四滤波器的信号输入端均连接第二功率开关的信号输出端，第三滤波器的信号输出端、第四滤波器的信号输出端分别连接接收ΔA信号、接收ΔB信号；所述第五滤波器的信号输入端连接第三环形器的信号输出端，第五滤波器的信号输出端连接接收ΩA信号；所述第六滤波器的信号输入端连接第四环形器的信号输出端，第六滤波器的信号输出端连接接收ΩB信号。进一步的，所述第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关的切换时间均小于15ms，承载的平均功率均为500W，隔离度均大于80dB。进一步的，所述第一环形器、第二环形器、第三环形器、第四环形器均为三通道环形器，通道间的隔离度均大于20dB，峰值功率均大于2.5kW，平均功率均大于150W。进一步的，所述第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器均为腔体滤波器，插入损耗均小于0.5dB，带外抑制度均大于50dB。本专利技术还提供了一种雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件的工作方法，实现了A、B双套冗余馈线系统的切换，包括两种情况，两种情况的具体操作步骤如下：情况一：信号发射过程：所述第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关选通A馈线系统，雷达发射机输出发射∑A信号分别经过第一环形器、第一功率开关为雷达的无源阵列天线提供和RF∑信号；雷达发射机输出发射ΩA信号分别经过第三环形器、第三功率开关为雷达的无源阵列天线提供控制RFΩ信号；信号接收过程：当雷达的无源阵列天线接收回波射频信号时，和RF∑信号分别经过第一功率开关、第一环形器、第一滤波器后输出接收∑A信号；差RFΔ信号分别经过第二功率开关、第三滤波器后输出接收ΔA信号；控制RFΩ信号分别经过第三功率开关、第三环形器、第五滤波器后输出接收ΩA信号；当A馈线系统出现故障时，TTL控制信号控制第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关切换到B馈线系统；信号发射过程：雷达发射机输出发射∑B信号分别经过第二环形器、第一功率开关为雷达的无源阵列天线提供和RF∑信号；雷达发射机输出发射ΩB信号分别经过第四环形器、第三功率开关为雷达的无源阵列天线提供控制RFΩ信号；信号接收过程：当雷达的无源阵列天线接收回波射频信号时，和RF∑信号分别经过第一功率开关、第二环形器、第二滤波器后输出接收∑B信号；差RFΔ信号分别经过第二功率开关、第四滤波器后输出接收ΔB信号；控制RFΩ信号分别经过第三功率开关、第四环形器、第六滤波器后输出接收ΩB信号；情况二：信号发射过程：所述第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关选通B馈线系统，雷达发射机输出发射∑B信号分别经过第二环形器、第一功率开关为雷达的无源阵列天线提供和RF∑信号；雷达发射机输出发射ΩB信号分别经过第四环形器、第三功率开关为雷达的无源阵列天线提供控制RFΩ信号；信号接收过程：当雷达的无源阵列天线接收回波射频信号时，和RF∑信号分别经过第一功率开关、第二环形器、第二滤波器后输出接收∑B信号；差RFΔ信号分别经过第二功率开关、第四滤波器后输出接收ΔB信号；控制RFΩ信本文档来自技高网...

【技术保护点】
雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件，其特征在于，包括功率开关电路(10)、环形器电路(20)以及滤波器电路(30)，其中，功率开关电路(10)，用于切换A馈线系统与B馈线系统，所述功率开关电路(10)的信号输入端分别连接三路射频信号即和RF∑信号、差RFΔ信号、控制RFΩ信号以及TTL控制信号，功率开关电路(10)的信号输出端分别连接滤波器电路(30)的信号输入端、功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端；环形器电路(20)，用于隔离发射信号与接收信号，所述环形器电路(20)的信号输入端分别连接发射∑A信号、发射∑B信号、发射ΩA信号、发射ΩB信号，环形器电路(20)与功率开关电路(10)之间双向通信连接，环形器电路(20)的信号输出端连接滤波器电路(30)的信号输入端；滤波器电路(30)，其信号输出端分别输出接收∑A信号、接收∑B信号、接收ΔA信号、接收ΔB信号、接收ΩA信号、接收ΩB信号。

【技术特征摘要】
1.雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件，其特征在于，包括功率开关电路(10)、环形器电路(20)以及滤波器电路(30)，其中，功率开关电路(10)，用于切换A馈线系统与B馈线系统，所述功率开关电路(10)的信号输入端分别连接三路射频信号即和RF∑信号、差RFΔ信号、控制RFΩ信号以及TTL控制信号，功率开关电路(10)的信号输出端分别连接滤波器电路(30)的信号输入端、功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端；环形器电路(20)，用于隔离发射信号与接收信号，所述环形器电路(20)的信号输入端分别连接发射∑A信号、发射∑B信号、发射ΩA信号、发射ΩB信号，环形器电路(20)与功率开关电路(10)之间双向通信连接，环形器电路(20)的信号输出端连接滤波器电路(30)的信号输入端；滤波器电路(30)，其信号输出端分别输出接收∑A信号、接收∑B信号、接收ΔA信号、接收ΔB信号、接收ΩA信号、接收ΩB信号。2.如权利要求1所述的雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件，其特征在于：所述功率开关电路(10)包括第一功率开关(11)、第二功率开关(12)、第三功率开关(13)，所述第一功率开关(11)的信号输入端分别连接和RF∑信号、TTL控制信号，第一功率开关(11)的信号输出端分别连接功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端，第一功率开关(11)与环形器电路(20)之间双向通信连接；第二功率开关(12)的信号输入端分别连接差RFΔ信号、TTL控制信号，第二功率开关(12)的信号输出端分别连接滤波器电路(30)的信号输入端、功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端；第三功率开关(13)的信号输入端分别连接控制RFΩ信号、TTL控制信号，第三功率开关(13)的信号输出端分别连接功率负载的信号输入端以及雷达数字处理系统的信号输入端，第三功率开关(13)与环形器电路(20)之间双向通信连接。3.如权利要求2所述的雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件，其特征在于：所述环形器电路(20)包括第一环形器(21)、第二环形器(22)、第三环形器(23)、第四环形器(24)，所述第一环形器(21)的信号输入端、第二环形器(22)的信号输入端分别连接发射∑A信号、发射∑B信号，第一环形器(21)的信号输出端、第二环形器(22)的信号输出端均连接滤波器电路(30)的信号输入端，第一环形器(21)、第二环形器(22)均与第一功率开关(11)之间双向通信连接；所述第三环形器(23)的信号输入端、第四环形器(24)的信号输入端分别连接发射ΩA信号、发射ΩB信号，第三环形器(23)的信号输出端、第四环形器(24)的信号输出端均连接滤波器电路(30)的信号输入端，第三环形器(23)、第四环形器(24)均与第三功率开关(13)之间双向通信连接。4.如权利要求3所述的雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件，其特征在于：所述滤波器电路(30)包括第一滤波器(31)、第二滤波器(32)、第三滤波器(33)、第四滤波器(34)、第五滤波器(35)、第六滤波器(36)，所述第一滤波器(31)的信号输入端连接第一环形器(21)的信号输出端，第一滤波器(31)的信号输出端连接接收∑A信号；所述第二滤波器(32)的信号输入端连接第二环形器(22)的信号输出端，第二滤波器(32)的信号输出端连接接收∑B信号；所述第三滤波器(33)的信号输入端、第四滤波器(34)的信号输入端均连接第二功率开关(12)的信号输出端，第三滤波器(33)的信号输出端、第四滤波器(34)的信号输出端分别连接接收ΔA信号、接收ΔB信号；所述第五滤波器(35)的信号输入端连接第三环形器(23)的信号输出端，第五滤波器(35)的信号输出端连接接收ΩA信号；所述第六滤波器(36)的信号输入端连接第四环形器(24)的信号输出端，第六滤波器(36)的信号输出端连接接收ΩB信号。5.如权利要求4所述的雷达三波束A、B双套馈线系统切换组件，其特征在于：所述第一功率开关(11)、第二功率开关(12)、第三功率开关(13)的切换时间均小于15ms，承载的平均功率均为500W，隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁士涛，胡卫东，侯艳茹，高静，李霞，吴莹莹，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34