本發(fā)明涉及雷達(dá)、通訊、電子對抗系統(tǒng)中信號收發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用串饋耦合實(shí)現(xiàn)檢測輸入的多通道接收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)字化有源相控陣系統(tǒng)在接收狀態(tài)下的工作原理是將天線接收到的信號經(jīng)過低噪聲放大和幅相加權(quán)以后通過子陣合成網(wǎng)絡(luò)形成n個(gè)子陣再放大變頻到中頻信號進(jìn)行子陣數(shù)字化處理，因此至少需要n個(gè)接收通道對天線陣面的信號進(jìn)行接收處理。為了對全機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位以提高故障平均修復(fù)時(shí)間(mttr)，一般均要求接收系統(tǒng)具有完善的機(jī)內(nèi)測試設(shè)備(bite)。對于接收機(jī)自檢狀態(tài)下，需判斷n個(gè)接收通道的工作是否正常，至少需要產(chǎn)生n個(gè)接收機(jī)檢測信號。因此常規(guī)的有源相控陣系統(tǒng)的接收系統(tǒng)主要包括激勵(lì)源、頻率源、n個(gè)通道的變頻接收和n通道數(shù)字處理電路，以及為了產(chǎn)生n個(gè)接收機(jī)檢測信號的n路功分器模塊或n擲開關(guān)模塊。而隨著目前載機(jī)平臺(tái)的發(fā)展和數(shù)字光穿艙技術(shù)的成熟應(yīng)用，接收系統(tǒng)往往放置于艙外。艙外的空間及其有限，對接收系統(tǒng)的小型化設(shè)計(jì)提出了更嚴(yán)苛的要求。常規(guī)應(yīng)用方式會(huì)帶來如下問題：

1.對于n個(gè)子陣的有源相控陣系統(tǒng)來說，由激勵(lì)源產(chǎn)生一個(gè)接收機(jī)檢測信號，然后需通過n路功分器或者n擲開關(guān)模塊產(chǎn)生或切換出n路接收機(jī)檢測信號，直接增加了系統(tǒng)的設(shè)備量和重量。

2.n個(gè)接收通道的電路內(nèi)部需要設(shè)計(jì)n路耦合器，增加了接收通道的體積。

3.n個(gè)接收通道結(jié)構(gòu)上需要設(shè)計(jì)n個(gè)接收機(jī)自檢輸入端口，即至少需要2n個(gè)輸入端口才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的bite功能。除了增加了連接器和電纜重量以外，接收通道的外形尺寸也會(huì)增加，意味著重量也會(huì)相應(yīng)增加。

4.以上三點(diǎn)均會(huì)帶來體積、重量的迅速增加和設(shè)備量復(fù)雜化等問題，因此常規(guī)的有源陣列設(shè)計(jì)需要均衡系統(tǒng)性能與上述問題之間的矛盾，在允許的空間條件下選擇較少的子陣劃分方式實(shí)現(xiàn)，或者取消bite功能。

隨著數(shù)字化有源相控陣系統(tǒng)的發(fā)展，雷達(dá)、對抗、電偵及通信系統(tǒng)對大陣面、多功能應(yīng)用需求的出現(xiàn)，充分發(fā)揮dbf技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也不能忽略全機(jī)準(zhǔn)確的故障定位功能，設(shè)計(jì)出一種采用串饋耦合實(shí)現(xiàn)檢測輸入的多通道接收系統(tǒng)，解決了數(shù)字化有源相控陣系統(tǒng)中子陣劃分?jǐn)?shù)量和全機(jī)故障檢測定位功能之間的矛盾，并且使多通道接收系統(tǒng)適應(yīng)日益有限的載荷空間的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種采用串饋耦合實(shí)現(xiàn)檢測輸入的多通道接收系統(tǒng)，在不減少子陣數(shù)量的前提下，采用將串饋耦合器與多通道變頻接收一體化設(shè)計(jì)，在不增加系統(tǒng)設(shè)備量的前提下實(shí)現(xiàn)了多通道接收機(jī)的自檢功能，使整個(gè)接收系統(tǒng)具備完善的機(jī)內(nèi)測試設(shè)備以方便進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種采用串饋耦合實(shí)現(xiàn)檢測輸入的多通道接收系統(tǒng)，包括：激勵(lì)源模塊、頻率源組件、n通道串饋耦合電路、n通道變頻接收組件、數(shù)字處理電路；

所述激勵(lì)源模塊的檢測信號輸出端與n通道串饋耦合電路的檢測端口相連，所述激勵(lì)源模塊用于將檢測信號傳輸至n通道串饋耦合電路；

所述頻率源組件的各個(gè)輸出端分別與激勵(lì)源模塊、n通道變頻接收組件和數(shù)字處理電路的相應(yīng)輸入端相連，所述頻率源組件用于產(chǎn)生全機(jī)工作所需的所有本振信號和時(shí)鐘信號；

所述n通道變頻接收組件與所述n通道串饋耦合電路一體化設(shè)計(jì)，所述n通道串饋耦合電路屬于n通道變頻接收組件的一部分，其檢測端口屬于n通道變頻接收組件的一個(gè)輸入端口，所述的n通道變頻接收組件的輸出端與數(shù)字處理電路的輸入端相連；

所述n通道串饋耦合電路設(shè)有n個(gè)回波端口和一個(gè)檢測端口，所述n通道串饋耦合電路通過回波端口接收回波信號，并將回波信號作為主路信號，采用微帶線的形式傳輸，檢測信號送到檢測端口后，在檢測端口處過渡到n通道串饋耦合電路的中間層的帶狀線中，采用帶狀線的形式傳輸；

其中，n個(gè)回波端口的微帶線平行排列，檢測端口的帶狀線與n個(gè)回波端口的微帶線相垂直，帶狀線的另一端接一定阻值的負(fù)載電阻，即形成n通道串饋耦合電路，用于將一路檢測信號的能量分別耦合到n條主路上；

所述數(shù)字處理電路用于處理所述n通道變頻接收組件傳輸過來的信號。

進(jìn)一步的，所述激勵(lì)源模塊通過開關(guān)切換產(chǎn)生兩路信號，一路為發(fā)射激勵(lì)信號，用于驅(qū)動(dòng)后級發(fā)射電路，另一路為檢測信號，送給接收通道進(jìn)行故障檢測。

進(jìn)一步的，所述n通道變頻接收組件內(nèi)部集成了n個(gè)接收通道，n個(gè)接收通道僅需一個(gè)本振輸入端口，本振輸入端口與所述頻率源組件連接，在n通道變頻接收組件內(nèi)部通過多層電路或者上下腔的形式進(jìn)行功分送給各個(gè)接收通道，各個(gè)接收通道之間用腔體隔筋進(jìn)行隔離以保證必要的隔離度。

進(jìn)一步的，所述n通道串饋耦合電路采用多層布線的方式與所述n通道變頻接收組件集于一體。

進(jìn)一步的，在接收機(jī)自檢模式下，由所述激勵(lì)源模塊產(chǎn)生的檢測信號通過檢測端口送入n通道串饋耦合電路中，通過n通道串饋耦合電路，將檢測信號的能量耦合到n個(gè)回波端口的主路中去，再經(jīng)過n通道變頻接收組件處理，并將信號變頻到中頻頻率送給數(shù)字處理電路中處理。

進(jìn)一步的，所述n通道變頻接收組件對由n通道串饋耦合電路耦合后的信號至少進(jìn)行變頻、放大、濾波處理。

進(jìn)一步的，所述數(shù)字處理電路對n通道變頻接收組件送來的n通道中頻模擬信號進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換和數(shù)字下變頻，形成iq基帶信號，并對輸入中頻信號的功率進(jìn)行檢測判斷，形成ttl故障電平，以完成整個(gè)多通道變頻接收通道的故障檢測功能。

進(jìn)一步的，檢測端口的帶狀線與n個(gè)回波端口的微帶線相垂直，中間用大面積地層隔開，且在微帶線與帶狀線交叉處的正下方地上開小孔，則用于將檢測信號的能量耦合到主路上。

進(jìn)一步的，所述n通道串饋耦合電路的耦合度由微帶線與帶狀線之間的開孔尺寸和角度決定，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需用軟件進(jìn)行仿真優(yōu)化，以設(shè)計(jì)出符合系統(tǒng)要求的耦合度。

進(jìn)一步的，所述n通道變頻接收組件數(shù)量為多個(gè)，每個(gè)所述n通道變頻接收組件中的n通道串饋耦合電路的檢測端口分別與所述激勵(lì)源模塊的檢測信號輸出端連接。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明采用串饋耦合的方式，將一路接收機(jī)的檢測信號耦合到n個(gè)接收通道中，節(jié)約了n通道功分器或n擲開關(guān)電路的使用，簡化了系統(tǒng)設(shè)備量，節(jié)約成本。

2.本發(fā)明將多通道變頻接收電路集成設(shè)計(jì)為一個(gè)組件，激勵(lì)源模塊只需產(chǎn)生一組本振信號，在n通道變頻接收組件內(nèi)部進(jìn)行功分，這樣提高了系統(tǒng)的集成度，大大降低系統(tǒng)的體積和重量。

3.本發(fā)明通過多層布線方式，將n通道串饋耦合電路與多通道變頻接收電路的輸入端(即n通道變頻接收組件)一體化設(shè)計(jì)，這樣僅需要n+1個(gè)輸入端連接器，即可實(shí)現(xiàn)n通道的故障檢測功能，減少了n-1個(gè)連接器的電路空間和電纜重量。并且由于多層立體電路的應(yīng)用，不會(huì)額外增加電路更多的空間。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成架構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的單通道耦合電路的仿真結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供一種采用串饋耦合實(shí)現(xiàn)檢測輸入的多通道接收系統(tǒng)，參考附圖1-2所示，包括：激勵(lì)源模塊1、頻率源組件2、n通道串饋耦合電路3、n通道變頻接收組件4、數(shù)字處理電路5。

激勵(lì)源模塊1的檢測信號輸出端與n通道串饋耦合電路3的檢測端口相連，激勵(lì)源模塊4用于將檢測信號傳輸至n通道串饋耦合電路3；其中，激勵(lì)源模塊4通過開關(guān)切換產(chǎn)生兩路信號，一路為發(fā)射激勵(lì)信號，用于驅(qū)動(dòng)后級發(fā)射電路，另一路為檢測信號，送給接收通道進(jìn)行故障檢測。

頻率源組件2的各個(gè)輸出端分別與激勵(lì)源模塊1、n通道變頻接收組件4和數(shù)字處理電路5的相應(yīng)輸入端相連，頻率源組件2用于產(chǎn)生全機(jī)工作所需的所有本振信號和時(shí)鐘信號。

n通道變頻接收組件4與n通道串饋耦合電路3一體化設(shè)計(jì)，采用多層布線的方式。n通道串饋耦合電路3屬于n通道變頻接收組件4的一部分，其檢測端口屬于n通道變頻接收組件4的一個(gè)輸入端口，的n通道變頻接收組件4的輸出端與數(shù)字處理電路5的輸入端相連。

將n通道串饋耦合電路與多通道變頻接收電路的輸入端(即n通道變頻接收組件)一體化設(shè)計(jì)，這樣僅需要n+1個(gè)輸入端連接器，即可實(shí)現(xiàn)n通道的故障檢測功能，減少了n-1個(gè)連接器的電路空間和電纜重量。并且由于多層立體電路的應(yīng)用，不會(huì)額外增加電路更多的空間。

在接收機(jī)自檢模式下，由激勵(lì)源模塊1產(chǎn)生的檢測信號通過檢測端口送入n通道串饋耦合電路3中，通過n通道串饋耦合電路3，將檢測信號的能量耦合到n個(gè)回波端口的主路中去，再經(jīng)過n通道變頻接收組件4處理，進(jìn)行后續(xù)的變頻放大濾波等處理后，并將信號變頻到中頻頻率送給數(shù)字處理電路5中處理。

具體的，n通道串饋耦合電路3設(shè)有n個(gè)回波端口和一個(gè)檢測端口，n通道串饋耦合電路3通過回波端口接收回波信號，并將回波信號作為主路信號，采用微帶線的形式傳輸，檢測信號送到檢測端口后，在檢測端口處過渡到n通道串饋耦合電路3的中間層的帶狀線中，采用帶狀線的形式傳輸。

其中，n個(gè)回波端口的微帶線平行排列，檢測端口的帶狀線與n個(gè)回波端口的微帶線相垂直，帶狀線的另一端接一定阻值的負(fù)載電阻，即形成n通道串饋耦合電路，用于將一路檢測信號的能量分別耦合到n條主路上；檢測端口的帶狀線與n個(gè)回波端口的微帶線相垂直，中間用大面積地層隔開，且在微帶線與帶狀線交叉處的正下方地上開小孔，則用于將檢測信號的能量耦合到主路上。

n通道串饋耦合電路3的耦合度由微帶線與帶狀線之間的開孔尺寸和角度決定，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需用ansoft公司的hfss軟件建模進(jìn)行仿真優(yōu)化，以設(shè)計(jì)出符合系統(tǒng)要求的耦合度。

此外，n通道串饋耦合電路3的耦合度設(shè)計(jì)需遵循一條原則：接收機(jī)檢測信號的幅度不能影響到系統(tǒng)的校正精度，即在n通道變頻接收組件4的內(nèi)部，在工作模式下耦合到主路的接收機(jī)檢測信號幅度不能影響到主路的工作信號。這里的接收機(jī)檢測信號幅度大小與激勵(lì)源模塊1的激勵(lì)信號功率、開關(guān)隔離度以及n通道串饋耦合電路的耦合度相關(guān)。

設(shè)激勵(lì)源模塊1的激勵(lì)信號功率幅度為pr，開關(guān)隔離度為iso，n通道串饋耦合電路3的耦合度為d，則耦合到n通道變頻接收組件4主路的檢測信號幅度pin為：pin＝pr-iso-d，進(jìn)入到n通道變頻接收組件4回波端口的校正回波信號最小為pt，則pin至少比pt的幅度低20～30db以上才不會(huì)影響到校正回波信號的正常傳輸從而不會(huì)影響到系統(tǒng)的校正精度。根據(jù)以上公式即可推算出串饋耦合電路的耦合度。

n通道變頻接收組件4內(nèi)部集成了n個(gè)接收通道，n個(gè)接收通道僅需一個(gè)本振輸入端口，本振輸入端口與頻率源組件2連接，在n通道變頻接收組件4內(nèi)部通過多層電路或者上下腔的形式進(jìn)行功分送給各個(gè)接收通道，各個(gè)接收通道之間用腔體隔筋進(jìn)行隔離以保證必要的隔離度。

數(shù)字處理電路5用于處理n通道變頻接收組件傳輸過來的信號。具體為，數(shù)字處理電路5對n通道變頻接收組件4送來的n通道中頻模擬信號進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換和數(shù)字下變頻，形成iq基帶信號，并對輸入中頻信號的功率進(jìn)行檢測判斷，形成ttl故障電平，以完成整個(gè)多通道變頻接收通道的故障檢測功能。

本發(fā)明的n通道變頻接收組件4數(shù)量可以為多個(gè)，每個(gè)n通道變頻接收組件4中的n通道串饋耦合電路3的檢測端口分別與激勵(lì)源模塊1的檢測信號輸出端連接。

本發(fā)明基于子陣數(shù)量n＝8的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)。在n>8的情況下也可以采用本設(shè)計(jì)思路，當(dāng)n通道變頻接收組件集成設(shè)計(jì)有困難時(shí)，可以將多通道變頻拆成2個(gè)、3個(gè)或多個(gè)組件，每個(gè)組件同樣可以采取本設(shè)計(jì)思路。

工作原理：由激勵(lì)源模塊用開關(guān)切換產(chǎn)生一路接收機(jī)自檢信號，通過n通道串饋耦合電路將輸入的接收機(jī)自檢信號串饋耦合到多通道的主路信號中去。在接收機(jī)自檢模式下，n通道變頻接收組件將接收機(jī)自檢信號變頻到中頻頻率，由數(shù)字處理電路對中頻頻率的功率進(jìn)行檢測判斷，產(chǎn)生對應(yīng)的ttl故障檢測電平，以完成多通道接收機(jī)的故障檢測功能。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明采用串饋耦合的方式，將一路接收機(jī)的檢測信號耦合到n個(gè)接收通道中，節(jié)約了n通道功分器或n擲開關(guān)電路的使用，簡化了系統(tǒng)設(shè)備量，節(jié)約成本。

2.本發(fā)明將多通道變頻接收電路集成設(shè)計(jì)為一個(gè)組件，激勵(lì)源模塊只需產(chǎn)生一組本振信號，在n通道變頻接收組件內(nèi)部進(jìn)行功分，這樣提高了系統(tǒng)的集成度，大大降低系統(tǒng)的體積和重量。

3.本發(fā)明通過多層布線方式，將n通道串饋耦合電路與多通道變頻接收電路的輸入端(即n通道變頻接收組件)一體化設(shè)計(jì)，這樣僅需要n+1個(gè)輸入端連接器，即可實(shí)現(xiàn)n通道的故障檢測功能，減少了n-1個(gè)連接器的電路空間和電纜重量。并且由于多層立體電路的應(yīng)用，不會(huì)額外增加電路更多的空間。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。