CN103067032A

CN103067032A - 低噪声分米波信号变频放大接收系统

Info

Publication number: CN103067032A
Application number: CN2012105507441A
Authority: CN
Inventors: 田力; 吴岩磊; 燕栋; 赵丕扬; 杨松楠; 邹建国; 郝彬
Original assignee: Tianjin Optical Electrical Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Optical Electrical Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明涉及一种低噪声分米波信号变频放大接收系统，包括本振模块和接收通道模块，本振模块包括一本振电路LO1和二本振电路LO2，接收通道模块包括低噪声放大器、射频滤波器、匹配网络、第一混频器、第一中频滤波器、第二混频器和第二中频滤波器；分米波信号通过两次混频、三次滤波，多次放大将射频信号变频为固定频率的中频(IF)信号；本发明采用系统模块化，接收通道和本振模块独立安装在不同的腔体，相互间通过专用射频线连接，降低了系统内部间频率串扰，在同等增益的前提下将低噪声放大器前置，整个系统小巧，轻便，系统噪声低，信号接收质量高等特点。

Description

低噪声分米波信号变频放大接收系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种低噪声分米波信号变频放大接收系统，系统用于实现对分米波进行两次变频处理，输出指定的中频（IF）信号，并具有噪声低、同时对接收信号进行放大处理。

背景技术

伴随信息现代化的飞速发展，通信技术与我们的生活联系越来越密切，近代工业、商业、军事的发展，原始的通信手段不能满足日益增长的需求。随着香农信息论，纠错编码理论，调制理论，信号检测理论，信号与噪声理论，信源统计特性理论等通信专业理论的研究与发展，使通信产业有了飞速发展。微波信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，噪声的积累也就越多。并且传统的信号接收系统体积较大，工作可靠性较差，往往给使用带来麻烦。因此，普遍存在信号接收机体积大，工作可靠性差，噪声较高，影响信号接收质量。

发明内容

本发明的目的是针对当前信号变频接收系统体积较大，系统内部存在频率串扰，噪声系数相对较高的问题，通过模块化设计提高系统工作的可靠性，实现分米波信号变频放大接收系统并减小整个系统体积，同时适当调整电路设计参数，在保证同等增益的前提下，使噪声系数最优化，降低信号接收过程中受到外界的和通信系统内部的各种噪声串扰以及信号变频过程中带来的谐波杂散的问题，从而提高信号的接收质量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：低噪声分米波信号变频放大接收系统，包括本振模块和接收通道模块，其特征在于，所述本振模块包括一本振电路LO1和二本振电路LO2，所述接收通道模块包括低噪声放大器、射频滤波器、匹配网络、第一混频器、第一中频滤波器、第二混频器和第二中频滤波器；本振模块和接收通道模块分别采用相互独立的腔体作为电路安装基体，安装本振模块的腔体通过金属隔段形成三个结构空间，分别为二本振空间，恒温晶振空间，一本振电路空间；安装接收通道模块的腔体通过金属隔段形成五个结构空间，分别为射频滤波器空间，第一混频器空间，第一中频滤波器空间，第二混频器空间，第二中频滤波器空间；接收通道模块和本振模块之间通过射频线连接；分米波信号通过两次混频、三次滤波，多次放大将变频为固定频率的中频（IF）信号；分米波信号被系统接收后，依次经射频腔体内的电路进行放大滤波处理、第一混频器混频、一中频放大滤波处理、第二混频器混频、中频放大滤波并进行阻抗匹配后得到指定的中频(IF)信号；其处理过程包括

a）分米波信号进入接收通道模块1后，先经过低噪声放大器将接收到的分米波信号进行第一级放大；

b）分米波信号放大后经射频滤波器滤除带外杂波，从而降低外界给系统带来的干扰；

c）经放大和滤波后的分米波信号经匹配网络匹配后与本振模块中的一本振电路LO1的本振信号一起送入第一混频器中进行混频，输出一中频信号；

d）由低噪声放大器和第一中频滤波器将一中频信号放大、滤波，与本振模块中的二本振电路LO2的本振信号一起送入第二混频器中进行混频，得到中频信号；

e）将经第二混频器混频后得到的中频信号再送到低噪声放大器放大，放大后的中频信号经第二中频滤波器滤波，然后通过匹配网络匹配，得到低噪声系数，高信号质量的中频信号，从而实现对分米波信号的变频放大。

低噪声放大器选用mini公司的ERA系列低噪声放大器。

接收通道的腔体采用金属结构，按照所安装电路频率的不同划分成若干个腔室，电路印制板安装在腔室底部，使用螺钉紧固；本振模块的安装腔体，划分成若干个腔室，其中恒温晶振为一本振和二本振提供基准参考源，一本振和二本振分别位于独立的腔体内。

本发明的有益效果是，减小了低噪声分米波信号变频放大接收系统的体积，系统小巧、轻便，提高了系统工作的可靠性。同时电路合理设计和腔体结构保证了系统低噪声，高信号变频接收质量，大大降低了信号接收的误码率，确保了信号接收的可靠性。

附图说明

图1是系统模块连接示意图；

图2是基本原理框图；

图3是接收通道腔体结构平面示意图；

图4是本振模块腔体结构平面示意图。

图中：1. 接收通道模块,2. 本振模块；11.低噪声放大器，12.射频滤波器(BPF)，13.匹配网络，14.第一混频器(HSP20)，15.第一中频滤波器(BPF1)，16.第二混频器(HSP3A)，17. 第二中频滤波器(BPF2)；21.射频部分结构腔体，22.第一混频器结构腔体，23.一中频结构腔体，24.第二混频结构腔体，25.中频结构腔体；31.二本振腔体，32.恒温晶振腔体，33.一本振腔体。

具体实施方式

下面结合附图对本系统做进一步说明。

如图1所示，系统模块连接示意图。分米波信号被系统接收后，经射频腔体内的电路进行放大滤波处理，第一混频器混频得到一中频信号，一中频信号在一中频腔体内经电路放大滤波处理，第二混频器混频得到中频（IF）信号，中频（IF）信号放大滤波并进行阻抗匹配后得到指定的中频（IF）信号。

如图2所示，低噪声信号变频放大接收系统包括接收通道1和本振模块2。接收通道和本振模块之间的信号连接通过专用射频线连接，有效的屏蔽外界干扰保证信号纯净。所述接收通道1实现分米波信号的变频放大功能，尤其是降低系统噪声的关键。射频信号进入接收通道后，先经过低噪声放大器11将接收到的信号进行第一级放大，按照放大器级联理论，此低噪声放大器是降低噪声系数的关键，应就具有增益高，噪声系数低的特点，选用mini公司的ERA系列低噪声放大器，信号放大后经射频滤波器12滤除带外杂波，从而降低外界给系统带来的干扰，经放大和滤波后的信号经匹配网络13后与本振模块2中的一本振LO1在第一混频器14中进行混频，输出一中频信号。

此时经过滤波、匹配和混频后信号幅度会有所损耗，同时在混频过程中由于非线性器件混频器14自身特性将产生我们不希望出现的谐波信号，因此对于一中频信号要经过低噪声放大器11、一中频滤波器15和匹配网络13后，将一中频信号再次放大并滤除系统自身带来的谐波干扰与本振模块2中的二本振LO2在第二混频器16中进行混频，得到中频信号。同样的经过低噪声放大器11、中频滤波器17和匹配网络13后，得到低噪声系数，高信号质量的中频信号。从而实现对分米波信号的变频放大。

特别指出，接收通道设计中，依据放大器级联理论，除第一级低噪声放大器11对降低系统噪声系数有重要意义外，在保证正常工作的区域内，每一级的低噪声放大器应在滤波器和匹配网络之前，这种连接方式在系统通路较长时对系统噪声系数的改善，是很明显的。图1中虚线框所示意，表示在结构设计时，所属器件在同一金属腔体内，从而降低了射频信号、一中频信号和中频(IF)信号相互间的串扰。

如图3所示，为接收通道腔体结构平面示意，采用金属结构，按照电路的不同频率部分划分成腔体，电路印制板由底部安装，使用螺钉紧固，大面积地与腔体完好接触。印制板安装好后，安装盒体的上下盖板。各腔体间连接的微带线和电源线，仅由腔体底部开1.5mm高的矮槽，既不影响腔体间的隔离，又很好的避免了微带线、电源线与地发生短路，这种设计有效的抑制了不同频率间的相互干扰，此措施提高了接收信号的质量。

如图4所示，为本振腔体平面结构示意，其中恒温晶振为一本振和二本振提供基准参考源，一本振和二本振分别位于独立的腔体内，有效的隔离了本振信号间的相互干扰。

安装本振模块2的腔体通过金属隔段形成三个结构空间，分别为二本振空间31，恒温晶振空间32，一本振电路空间33。

安装接收通道模块1的腔体通过金属隔段形成五个结构空间，分别为射频滤波器空间21，第一混频器空间22，第一中频滤波器空间23，第二混频器空间24，第二中频滤波器空间25。

接收通道模块2和本振模块1之间通过射频线连接；低噪声放大器11选用mini公司的ERA系列低噪声放大器。

接收通道1的腔体采用金属结构，按照所安装电路频率的不同划分成若干个腔室，电路印制板安装在腔室底部，使用螺钉紧固；本振模块2的安装腔体，划分成若干个腔室，其中恒温晶振为一本振和二本振提供基准参考源，一本振和二本振分别位于独立的腔体内。

根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims

1.低噪声分米波信号变频放大接收系统，包括本振模块（2）和接收通道模块（1），其特征在于，所述本振模块（2）包括一本振电路LO1和二本振电路LO2，所述接收通道模块（1）包括低噪声放大器（11）、射频滤波器（12）、匹配网络（13）、第一混频器（14）、第一中频滤波器（15）、第二混频器（16）和第二中频滤波器；本振模块（2）和接收通道模块（1）分别采用相互独立的腔体作为电路安装基体，安装本振模块（2）的腔体通过金属隔段形成三个结构空间，分别为二本振空间（31），恒温晶振空间（32），一本振电路空间（33）；安装接收通道模块（1）的腔体通过金属隔段形成五个结构空间，分别为射频滤波器空间（21），第一混频器空间（22），第一中频滤波器空间（23），第二混频器空间（24），第二中频滤波器空间（25）；接收通道模块（2）和本振模块（1）之间通过射频线连接；分米波信号通过两次混频、三次滤波，多次放大将变频为固定频率的中频（IF）信号；分米波信号被系统接收后，依次经射频腔体内的电路进行放大滤波处理、第一混频器混频、一中频放大滤波处理、第二混频器混频、中频放大滤波并进行阻抗匹配后得到指定的中频(IF)信号；其处理过程包括：

a）分米波信号进入接收通道模块（1）后，先经过低噪声放大器（11）将接收到的分米波信号进行第一级放大；

b）分米波信号放大后经射频滤波器（12）滤除带外杂波，从而降低外界给系统带来的干扰；

c）经放大和滤波后的分米波信号经匹配网络（13）匹配后与本振模块（2）中的一本振电路LO1的本振信号一起送入第一混频器（14）中进行混频，输出一中频信号；

d）由低噪声放大器（11）和第一中频滤波器（15）将一中频信号再次放大、滤波，与本振模块（2）中的二本振电路LO2的本振信号一起送入第二混频器（16）中进行混频，得到中频信号；

e）将经第二混频器（16）混频后得到的中频信号再送到低噪声放大器（11）放大，放大后的中频信号经第二中频滤波器（17）滤波，然后通过匹配网络（13）匹配，得到低噪声系数，高信号质量的中频信号，从而实现对分米波信号的变频放大。

2.根据权利要求1所述的低噪声分米波信号变频放大接收系统，其特征在于：低噪声放大器（11）选用mini公司的ERA系列低噪声放大器。

3.根据权利要求1所述的低噪声分米波信号变频放大接收系统，其特征在于：接收通道（1）的腔体采用金属结构，按照所安装电路频率的不同划分成若干个腔室，电路印制板安装在腔室底部，使用螺钉紧固；本振模块（2）的安装腔体，划分成若干个腔室，其中恒温晶振为一本振和二本振提供基准参考源，一本振和二本振分别位于独立的腔体内。