一种数字TR组件论文和设计-张富强

全文摘要

一种数字TR组件，包括有：DDS产生电路，用于产生数字基带信号；数模转换电路，用于将数字基带信号转化为模拟基带信号；本振信号产生电路，用于产生本振信号；时钟信号，用于控制DDS产生电路和本振信号产生电路同步工作；上变频电路，用于对模拟基带信号和本振信号进行混频得到射频信号；滤波及功率放大电路，用于对射频信号进行滤波及功率放大以输出；限幅电路，用于接收回波信号；放大及滤波电路，用于对所接收的回波信号进行放大及滤波；下变频电路，用于对放大及滤波的回波信号与本振信号进行混频得到中频信号；中频自动增益控制电路，用于将中频信号输出至雷达天线系统中。其发送的射频信号不易受到干扰，且采用一体化设计，结构体积较小。

主设计要求

1.一种数字TR组件，其特征在于，包括有：一DDS产生电路，通过控制总线与雷达天线系统连接，用于根据控制总线发送的频率信息、幅度信息和相位信息产生数字基带信号；一数模转换电路，与所述DDS产生电路的输出端电性连接，用于将所述数字基带信号转化为模拟基带信号；一本振信号产生电路，用于产生本振信号；一时钟信号，分别与所述DDS产生电路和本振信号产生电路的输入端电性连接，用于控制所述DDS产生电路和本振信号产生电路同步工作；一上变频电路，分别与所述数模转换电路及本振信号产生电路的输出端电性连接，用于对所述模拟基带信号和本振信号进行混频得到射频信号；一滤波及功率放大电路，与所述上变频电路的输出端电性连接，用于对所述射频信号进行滤波及功率放大以输出发送；一限幅电路，通过一收发开关与所述滤波及功率放大电路的输出端电性连接，用于接收回波信号；一放大及滤波电路，与所述限幅电路的输出端电性连接，用于对所接收的回波信号进行放大及滤波；一下变频电路，分别与所述放大及滤波电路及所述本振信号产生电路的输出端电性连接，用于对经放大及滤波后的回波信号与所述本振信号进行混频得到中频信号；一中频自动增益控制电路，与所述下变频电路的输出端电性连接，用于将所述中频信号输出至雷达天线系统中。

设计方案

1.一种数字TR组件，其特征在于，包括有：

一DDS产生电路，通过控制总线与雷达天线系统连接，用于根据控制总线发送的频率信息、幅度信息和相位信息产生数字基带信号；

一数模转换电路，与所述DDS产生电路的输出端电性连接，用于将所述数字基带信号转化为模拟基带信号；

一本振信号产生电路，用于产生本振信号；

一时钟信号，分别与所述DDS产生电路和本振信号产生电路的输入端电性连接，用于控制所述DDS产生电路和本振信号产生电路同步工作；

一上变频电路，分别与所述数模转换电路及本振信号产生电路的输出端电性连接，用于对所述模拟基带信号和本振信号进行混频得到射频信号；

一滤波及功率放大电路，与所述上变频电路的输出端电性连接，用于对所述射频信号进行滤波及功率放大以输出发送；

一限幅电路，通过一收发开关与所述滤波及功率放大电路的输出端电性连接，用于接收回波信号；

一放大及滤波电路，与所述限幅电路的输出端电性连接，用于对所接收的回波信号进行放大及滤波；

一下变频电路，分别与所述放大及滤波电路及所述本振信号产生电路的输出端电性连接，用于对经放大及滤波后的回波信号与所述本振信号进行混频得到中频信号；

一中频自动增益控制电路，与所述下变频电路的输出端电性连接，用于将所述中频信号输出至雷达天线系统中。

2.根据权利要求1所述的数字TR组件，其特征在于，所述滤波及功率放大电路包括有：

一第一滤波器，与所述上变频器的输出端电性连接，用于对所述射频信号进行滤波；

一射频功率放大器，与所述第一滤波器的输出端电性连接，用于对滤波后的射频信号进行功率放大。

3.根据权利要求1所述的数字TR组件，其特征在于，所述放大及滤波电路包括有：

一低噪声放大器，与所述限幅电路的输出端电性连接，用于对所接收的回波信号进行低噪声放大；

一第二滤波器，与所述低噪声放大器的输出端电性连接，用于对低噪声放大后的回波信号进行滤波。

4.根据权利要求1所述的数字TR组件，其特征在于，所述上变频电路采用一上变频器实现。

5.根据权利要求1所述的数字TR组件，其特征在于，所述下变频电路采用一下变频器实现。

6.根据权利要求1所述的数字TR组件，其特征在于，所述数模转换电路采用一模数转换器实现。

7.根据权利要求1所述的数字TR组件，其特征在于，所述限幅电路采用一限幅器实现。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种数字TR(Transmitter andReceiver)组件。

背景技术

在雷达进行信号发送及接收过程中，通常需要TR组件(即收发组件)进行信号的发送及接收处理，现有的TR组件主要采用模拟收发组件实现，这类模拟收发组件大致流程为：发射由外部射频信号送入放大器进行小信号放大到一定功率后再送入激励级放大，再送入末级功放进行功率放大到规定的功率，经环形器后由天线发射输出；接收由天线接收信号进来，通过低噪声放大器进行小信号放大后输出。虽然这类模拟收发组件基本可以实现信号的发送及接收，但一般只是简单的组合于雷达上使用，且这类模拟收发组件的信号发送及接收过程中容易受到其他信号的干扰，通常满足不了用户的要求；此外，它们的结构体积大，安装使用较为不便。

鉴于此，有必要对现有的TR组件进行重新设计，以解决现有技术存在的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种数字TR组件，以解决信号干扰及结构体积大等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了如下技术方案。一种数字TR组件，包括有：一DDS产生电路，通过控制总线与雷达天线系统连接，用于根据控制总线发送的频率信息、幅度信息和相位信息产生数字基带信号；一数模转换电路，与所述DDS产生电路的输出端电性连接，用于将所述数字基带信号转化为模拟基带信号；一本振信号产生电路，用于产生本振信号；一时钟信号，分别与所述DDS产生电路和本振信号产生电路的输入端电性连接，用于控制所述DDS产生电路和本振信号产生电路同步工作；一上变频电路，分别与所述数模转换电路及本振信号产生电路的输出端电性连接，用于对所述模拟基带信号和本振信号进行混频得到射频信号；一滤波及功率放大电路，与所述上变频电路的输出端电性连接，用于对所述射频信号进行滤波及功率放大以输出发送；一限幅电路，通过一收发开关与所述滤波及功率放大电路的输出端电性连接，用于接收回波信号；一放大及滤波电路，与所述限幅电路的输出端电性连接，用于对所接收的回波信号进行放大及滤波；一下变频电路，分别与所述放大及滤波电路及所述本振信号产生电路的输出端电性连接，用于对经放大及滤波后的回波信号与所述本振信号进行混频得到中频信号；一中频自动增益控制电路，与所述下变频电路的输出端电性连接，用于将所述中频信号输出至雷达天线系统中。

其进一步技术方案为：所述滤波及功率放大电路包括有：一第一滤波器，与所述上变频器的输出端电性连接，用于对所述射频信号进行滤波；一射频功率放大器，与所述第一滤波器的输出端电性连接，用于对滤波后的射频信号进行功率放大。

其进一步技术方案为：所述放大及滤波电路包括有：一低噪声放大器，与所述限幅电路的输出端电性连接，用于对所接收的回波信号进行低噪声放大；一第二滤波器，与所述低噪声放大器的输出端电性连接，用于对低噪声放大后的回波信号进行滤波。

其进一步技术方案为：所述上变频电路采用一上变频器实现。

其进一步技术方案为：所述下变频电路采用一下变频器实现。

其进一步技术方案为：所述数模转换电路采用一模数转换器实现。

其进一步技术方案为：所述限幅电路采用一限幅器实现。

本实用新型的有益技术效果是：该数字TR组件包括信号的输出和输入，其中，输出信号时，对DDS产生电路产生的数字基带信号进行模数转换，再将模拟基带信号与本振信号经上变频电路进行混频，且混频前利用时钟信号对DDS产生电路与本振信号产生电路进行同步调整以确保混频的实现，然后再进行滤波及放大后发送，如此使信号的频率范围从低频到射频，射频信号受外部信号干扰小，传输更加稳定；输入信号时，通过限幅电路接收回波信号后进行放大及滤波，然后再将放大及滤波后的回波信号与本振信号经下变频电路进行混频以得到中频信号，中频信号再通过中频自动增益控制电路输入雷达天线系统中进行进一步处理。该数字TR组件发送的射频信号不易受外部信号的干扰，信号传播更加稳定，接收的回波信号经放大、滤波及混频处理后可直接输入于雷达天线系统使用，简单方便。此外，该数字TR组件中既有数字电路，又有模拟电路，数字电路和模拟电路采用一体化设计，无需电缆连接，结构体积较小，适于安装使用。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构框图。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合示意图对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1所示，在本实用新型中，该数字TR组件包括有一DDS产生电路10、一数模转换电路11、一本振信号产生电路12、一时钟信号13、一上变频电路14、一滤波及功率放大电路15、一限幅电路17、一放大及滤波电路18、一下变频电路19及一中频自动增益控制电路20，其中，DDS产生电路10通过控制总线与雷达天线系统连接，用于根据控制总线发送的频率信息、幅度信息和相位信息产生数字基带信号；数模转换电路11与DDS产生电路10的输出端电性连接，用于将数字基带信号转化为模拟基带信号；本振信号产生电路12用于产生本振信号；时钟信号13分别与DDS产生电路10和本振信号产生电路12的输入端电性连接，用于控制DDS产生电路10和本振信号产生电路12同步工作；上变频电路14分别与数模转换电路11及本振信号产生电路12的输出端电性连接，用于对模拟基带信号和本振信号进行混频得到射频信号；滤波及功率放大电路15与上变频电路14的输出端电性连接，用于对射频信号进行滤波及功率放大以输出发送；限幅电路17通过一收发开关16与滤波及功率放大电路15的输出端电性连接，用于接收回波信号；放大及滤波电路18与限幅电路17的输出端电性连接，用于对所接收的回波信号进行放大及滤波；下变频电路19分别与放大及滤波电路18及本振信号产生电路12的输出端电性连接，用于对经放大及滤波后的回波信号与本振信号进行混频得到中频信号；中频自动增益控制电路20，与下变频电路19的输出端电性连接，用于将中频信号输出至雷达天线系统中。

在本申请中，DDS产生电路10、数模转换电路11、本振信号产生电路12、时钟信号13、上变频电路14以及滤波及功率放大电路15构成信号输出通道，输出信号时，信号的频率范围从低频到射频，射频信号受外部信号干扰小，传输更加稳定；限幅电路17、放大及滤波电路18、本振信号产生电路12、下变频电路19及中频自动增益控制电路20构成信号输入通道，将回波信号经放大、滤波及混频处理后转换成中频信号以输入雷达天线系统中进行进一步分析处理。该数字TR组件发送的射频信号不易受外部信号的干扰，信号传播更加稳定，接收的回波信号经放大、滤波及混频处理后可直接输入于雷达天线系统使用，简单方便。且该数字TR组件中既有数字电路，又有模拟电路，数字电路和模拟电路采用一体化设计，无需电缆连接，结构体积较小，适于安装使用。

另外，本申请中，该数字TR组件电路中的时钟信号13通常由雷达天线系统中的晶振电路产生，用于控制信号同步以进行进一步处理。

在本实施例中，如图1所示，滤波及功率放大电路15包括有一第一滤波器150及一射频功率放大器151，其中，第一滤波器150与上变频器的输出端电性连接，用于对第一射频信号进行滤波；射频功率放大器151与第一滤波器150的输出端电性连接，用于对滤波后的射频信号进行功率放大。本实施例中，射频信号在经过第一滤波器150的滤波、射频功率放大器151的功率放大后可直接通过天线发送出去，射频信号的频率较大，不易受到外部信号的干扰，适于雷达天线系统使用。

在本实施例中，如图1所示，放大及滤波电路18包括有一低噪声放大器180及一第二滤波器181，其中，低噪声放大器180与限幅电路17的输出端电性连接，用于对所接收的回波信号进行低噪声放大；第二滤波器181与低噪声放大器180的输出端电性连接，用于对低噪声放大后的回波信号进行滤波。本申请中，回波信号在经过低噪声放大器180的低噪声放大、第二滤波器181的滤波后再于本振信号进行下变频得到中频信号，中频信号再通过中频自动增益控制电路20输入雷达天线系统中进一步处理，实现了信号的接收。

在本实施例中，上变频电路14采用一上变频器实现；下变频电路19采用一下变频器实现；数模转换电路11采用一模数转换器实现；限幅电路17采用一限幅器实现。

本实用新型的方案中，该数字TR组件包括DDS产生电路10、数模转换电路11、本振信号产生电路12、时钟信号13、上变频电路14、滤波及功率放大电路15、限幅电路17、放大及滤波电路18、下变频电路19及中频自动增益控制电路20，其中，DDS产生电路10、数模转换电路11、本振信号产生电路12、时钟信号13、上变频电路14及滤波及功率放大电路15构成信号输出通道，工作时，对DDS产生电路10产生的数字基带信号进行模数转换，再将模拟基带信号与本振信号进行混频，混频前利用时钟信号13对DDS产生电路10与本振信号产生电路12进行同步调整以确保混频的实现，然后再进行滤波及放大后发送，如此使信号的频率范围从低频到射频，射频信号受外部信号干扰小，信号传输更加稳定；限幅电路17、放大及滤波电路18、本振信号产生电路12、下变频电路19及中频自动增益控制电路20构成信号输入通道，工作时，通过限幅电路17接收回波信号后进行放大及滤波，然后再将放大及滤波后的回波信号与本振信号进行下变频以得到中频信号，中频信号再通过中频自动增益控制电路20输入雷达天线系统中进行进一步处理。该数字TR组件发送的射频信号不易受外部信号的干扰，信号传播更加稳定，接收的回波信号经放大、滤波及混频处理后可直接输入于雷达天线系统使用，简单方便。此外，该数字TR组件中既有小信号低噪声放大电路又有大功率放大电路，既有模拟电路又有高速数据采集与产生电路，数字电路和模拟电路采用一体化设计，无需电缆连接，结构体积较小，方便安装使用，满足用户的需求。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

设计图

一种数字TR组件论文和设计

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主设计要求

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