双偏振阵列雷达及其PIN管SPDT开关装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双偏振阵列雷达及其PIN管SPDT开关装置、方法，所述装置包括控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块、采集模块以及PIN管SPDT开关模块；控制模块与第一驱动模块、第二驱动模块、采集模块连接；第一驱动模块通过电阻R1与PIN管SPDT开关模块的第一端连接，第二驱动模块通过电阻R2与PIN管SPDT开关模块的第二端连接；PIN管SPDT开关模块的第三端与T/R组件连接，PIN管SPDT开关模块的第四端、第五端与天线连接。本发明专利技术通过采集模块直接获取电阻两端的电压，根据电阻两端电压判断PIN管SPDT开关模块的工作状态，实现状态自检。实现状态自检。实现状态自检。

【技术实现步骤摘要】
双偏振阵列雷达及其PIN管SPDT开关装置、方法


[0001]本专利技术属于雷达射频链路收发共用
，尤其涉及一种双偏振阵列雷达及其具有状态自检功能的PIN管SPDT（Single Pole Double Throw，单刀双掷）开关装置、方法。

技术介绍

[0002]双偏振阵列天气雷达具有大量的T/R组件能够发射通道水平极化波和垂直极化波。出于节省成本和简化结构的考虑，在T/R组件中通常采用接收通道与发射通道共用一个天线的结构，因此，双工器件成为T/R组件中必不可少的器件，而且由于发射通道末级一般为大功率放大器，所以对双工器件的通过功率、插入损耗要求较高。
[0003]目前，用于T/R组件中的双工器件主要有环形器和开关器件。环行器具有插入损耗小，使用方便且无需电源供电的优点，但因其设计原理依赖于波长，不利于宽带应用，且一般体积较大，不利于小型化设计；开关器件具有与环行器可比拟的插入损耗，较好的隔离度，较好的频带宽度，且具有明显的体积优势，因而被广泛应用于T/R组件中。
[0004]目前，开关器件是否正常切换，开关状态是否正确，主要通过对比雷达的发射校准（接收校准）的幅度与相位校准值来判断，但是由于T/R组件、天线等可能会影响到幅度、相位校准值的大小，因此通过对比幅度、相位校准值的大小并不能很准确的判断出开关的工作状态。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种双偏振阵列雷达及其PIN管SPDT开关装置、方法，以解决传统方法无法准确地判断出开关工作状态的问题。
[0006]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种具有状态自检功能的PIN管SPDT开关装置，包括控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块、采集模块以及PIN管SPDT开关模块；所述控制模块与第一驱动模块、第二驱动模块、采集模块连接；所述第一驱动模块通过电阻R1与所述PIN管SPDT开关模块的第一端连接，所述第二驱动模块通过电阻R2与所述PIN管SPDT开关模块的第二端连接；所述PIN管SPDT开关模块的第三端与T/R组件连接，所述PIN管SPDT开关模块的第四端、第五端与天线连接；所述采集模块用于采集电阻R1两端的电压以及采集电阻R2两端的电压；所述控制模块用于产生电压驱动信号，根据所述电阻R1两端的电压、所述电阻R2两端的电压判断所述PIN管SPDT开关模块的工作状态；所述第一驱动模块用于根据所述电压驱动信号输出第一电压偏置信号，所述第二驱动模块用于根据所述电压驱动信号输出第二电压偏置信号，使所述PIN管SPDT开关模块在第一电压偏置信号和第二电压偏置信号的驱动下处于不同工作状态。
[0007]本专利技术通过采集模块直接获取驱动模块输出端的电阻两端电压，根据电阻两端电压判断出PIN管SPDT开关模块中二极管的导通或截止状态，进而根据二极管的导通或截止
状态判断出PIN管SPDT开关模块的工作状态，实现工作状态自检。
[0008]进一步地，所述PIN管SPDT开关模块采用并联结构，且包括电容C1~C7、电感L1~L2、二极管D1~D2；所述电容C6的第一端、电感L1的第一端分别与所述电阻R1的第二端连接，所述电容C6的第二端接地，所述电感L1的第二端与电容C1的第一端、二极管D1的正极、电容C2的第一端连接；所述电容C1的第二端作为所述PIN管SPDT开关模块的第四端，所述二极管D1的负极接地，所述电容C2的第二端与电容C3的第一端、电容C4的第一端连接；所述电容C3的第二端作为所述PIN管SPDT开关模块的第三端与T/R组件连接，所述电容C4的第二端与二极管D2的正极、电容C5的第一端、电感L2的第一端连接；所述二极管D2的负极接地，所述电容C5的第二端作为所述PIN管SPDT开关模块的第五端，所述电感L2的第二端与电阻R2的第二端、电容C7的第一端连接，所述电容C7的第二端接地；所述二极管D1的正极与所述电容C2的第一端之间的距离、所述二极管D2的正极与所述电容C4的第二端之间的距离均为四分之一波长。
[0009]为了在宽频带范围内提供较高的隔离度，具有较强的功率处理能力，本专利技术的PIN管SPDT开关模块采用并联结构。
[0010]进一步地，所述第一驱动模块和第二驱动模块均以型号为UCC23511的驱动器芯片为核心，所述驱动器芯片的阴极通过电阻与MOS管的漏极连接，所述MOS管的栅极与所述控制模块连接。
[0011]进一步地，所述采集模块以型号为AD7656的ADC芯片为核心。
[0012]基于同一构思，本专利技术还提供一种如上所述PIN管SPDT开关装置的状态自检方法，所述方法包括以下步骤：控制模块产生电压驱动信号；第一驱动模块根据所述电压驱动信号输出第一电压偏置信号，第二驱动模块根据所述电压驱动信号输出第二电压偏置信号；在所述第一电压偏置信号和第二电压偏置信号的驱动下，PIN管SPDT开关模块处于不同的工作状态；采集模块采集电阻R1两端的电压以及采集电阻R2两端的电压；所述控制模块根据电阻R1两端的电压、电阻R2两端的电压判断PIN管SPDT开关模块的工作状态。
[0013]进一步地，在所述第一电压偏置信号和第二电压偏置信号的驱动下，PIN管SPDT开关模块处于不同的工作状态，具体包括：当所述第一电压偏置信号和第二电压偏置信号均为正向偏置时，PIN管SPDT开关模块的二极管D1和二极管D2均处于导通状态，T/R组件的输入射频信号均不通过PIN管SPDT开关模块的第四端和第五端；当所述第一电压偏置信号和第二电压偏置信号均为负向偏置时，PIN管SPDT开关模块的二极管D1和二极管D2均处于截止状态，T/R组件的输入射频信号均通过PIN管SPDT开关模块的第四端和第五端；当所述第一电压偏置信号为正向偏置、第二电压偏置信号为负向偏置时，PIN管SPDT开关模块的二极管D1处于导通状态、二极管D2处于截止状态，T/R组件的输入射频信号不通过PIN管SPDT开关模块的第四端、通过PIN管SPDT开关模块的第五端；当所述第一电压偏置信号为负向偏置、第二电压偏置信号为正向偏置时，PIN管SPDT开关模块的二极管D1处于截止状态、二极管D2处于导通状态，T/R组件的输入射频信号
通过PIN管SPDT开关模块的第四端、不通过PIN管SPDT开关模块的第五端。
[0014]进一步地，所述控制模块根据电阻R1两端的电压、电阻R2两端的电压判断PIN管SPDT开关模块的工作状态，具体包括：所述控制模块根据电阻R1两端的电压判断所述二极管D1处于导通或截止状态，根据电阻R2两端的电压判断所述二极管D2处于导通或截止状态；根据二极管D1的导通或截止状态、二极管D2的导通或截止状态判断PIN管SPDT开关模块的工作状态。
[0015]进一步地，当电阻R1第二端的电压等于二极管D1的导通压降时，二极管D1处于导通状态；当电阻R1第一端的电压等于电阻R1第二端的电压等于负向电压偏置信号时，二极管D1处于截止状态；当电阻R2第二端的电压等于二极管D2的导通压降时，二极管D2处于导通状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有状态自检功能的PIN管SPDT开关装置，其特征在于，所述装置包括控制模块、第一驱动模块、第二驱动模块、采集模块以及PIN管SPDT开关模块；所述控制模块与第一驱动模块、第二驱动模块、采集模块连接；所述第一驱动模块通过电阻R1与所述PIN管SPDT开关模块的第一端连接，所述第二驱动模块通过电阻R2与所述PIN管SPDT开关模块的第二端连接；所述PIN管SPDT开关模块的第三端与T/R组件连接，所述PIN管SPDT开关模块的第四端、第五端与天线连接；所述采集模块用于采集电阻R1两端的电压以及采集电阻R2两端的电压；所述控制模块用于产生电压驱动信号，根据所述电阻R1两端的电压、所述电阻R2两端的电压判断所述PIN管SPDT开关模块的工作状态；所述第一驱动模块用于根据所述电压驱动信号输出第一电压偏置信号，所述第二驱动模块用于根据所述电压驱动信号输出第二电压偏置信号，使所述PIN管SPDT开关模块在第一电压偏置信号和第二电压偏置信号的驱动下处于不同工作状态。2.根据权利要求1所述的PIN管SPDT开关装置，其特征在于：所述PIN管SPDT开关模块采用并联结构，且包括电容C1~C7、电感L1~L2、二极管D1~D2；所述电容C6的第一端、电感L1的第一端分别与所述电阻R1的第二端连接，所述电容C6的第二端接地，所述电感L1的第二端与电容C1的第一端、二极管D1的正极、电容C2的第一端连接；所述电容C1的第二端作为所述PIN管SPDT开关模块的第四端，所述二极管D1的负极接地，所述电容C2的第二端与电容C3的第一端、电容C4的第一端连接；所述电容C3的第二端作为所述PIN管SPDT开关模块的第三端与T/R组件连接，所述电容C4的第二端与二极管D2的正极、电容C5的第一端、电感L2的第一端连接；所述二极管D2的负极接地，所述电容C5的第二端作为所述PIN管SPDT开关模块的第五端，所述电感L2的第二端与电阻R2的第二端、电容C7的第一端连接，所述电容C7的第二端接地；所述二极管D1的正极与所述电容C2的第一端之间的距离、所述二极管D2的正极与所述电容C4的第二端之间的距离均为四分之一波长。3.根据权利要求1所述的PIN管SPDT开关装置，其特征在于：所述第一驱动模块和第二驱动模块均以型号为UCC23511的驱动器芯片为核心，所述驱动器芯片的阴极通过电阻与MOS管的漏极连接，所述MOS管的栅极与所述控制模块连接。4.根据权利要求1所述的PIN管SPDT开关装置，其特征在于：所述采集模块以型号为AD7656的ADC芯片为核心。5.一种如权利要求1~4中任一项所述PIN管SPDT开关装置的状态自检方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：控制模块产生电压驱动信号；第一驱动模块根据所述电压驱动信号输出第一电压偏置信号，第二驱动模块根据所述电压驱动信号输出第二电压偏置信号；在所述第一电压偏置信号和第二电压偏置信号的驱动下，PIN管SPDT开关模块处于不同的工作状态；采集模块采集电阻R1两端的电压以及采集电阻R2两端的电压；所述控制模块根据电阻R1两端的电压、电阻R2两端的电压判断PIN管SPDT开关模块的工作状态。6.根据权利要求5所述PIN管SPDT开关装置的状态自检方法，其特征在于：在所述第一电压偏置信号和第二电压偏置信号的驱动下，PIN管SPDT开关模块处于不同的工作状态，具
体包括：当...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国超，
申请(专利权)人：浙江宜通华盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：