CN106849983A - 一种毫米波收发组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种毫米波收发组件，包括若干个毫米波接收通道、一个毫米波发射通道、一个发射功分单元、一个频率综合器和一个本振功分单元；其中频率综合器产生一本振信号和二本振信号给信号接收通道和信号发射通道，本振功分单元将频率综合器产生的本振信号功分发送至每一信号接收通道，毫米波号发射通道将上变频后的信号发射，发射功分单元将信号发射通道输出的信号功分为与信号接收通道数量相同的若干路幅相一致的信号，毫米波接收通道接收外部信号并经过下变频后输出；所述频率综合器的一本振信号由一波段信号跳源产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信技术，特别是一种毫米波收发组件。
背景技术
数字编码收发指令系统用于雷达的收发系统。作为雷达系统的核心，数字编码收发指令系统应当具有超低相噪、综合波形编码技术。随着电子系统在现代战争中地位的提高，现代雷达、现代通信制导武器和电子对抗等系统都对频率综合器提出了愈来愈高的要求。在空间通信、雷达测量、遥测遥控、射电天文、无线电定位、卫星导航和数字通信等先进的电子系统中，均是利用频率或相位信息完成其功能，或者不直接利用相位、频率信息，但必须在高稳定频率源前提下完成其主要功能。现有技术中存在的问题是，现有的雷达综合数字编码收发指令系统在性能指标上仍有待改进，而且随着技术的发展，一体化、多功能装置越来越普遍，需要稳定可靠、小型化的超低相噪频率、综合编码的综合数字编码收发指令系统来进一步提高整个雷达系统的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种毫米波收发组件，该组件包括若干个毫米波接收通道、一个毫米波发射通道、一个发射功分单元、一个频率综合器和一个本振功分单元；其中频率综合器产生一本振信号和二本振信号给信号接收通道和信号发射通道，本振功分单元将频率综合器产生的本振信号功分发送至每一信号接收通道，毫米波号发射通道将上变频后的信号发射，发射功分单元将信号发射通道输出的信号功分为与信号接收通道数量相同的若干路幅相一致的信号，毫米波接收通道接收外部信号并经过下变频后输出；所述频率综合器的一本振信号由一波段信号跳源产生。
采用上述组件，频率综合器包括晶振功分模块，以及和晶振功分模块连接的跳频本振模块、二本振模块；其中晶振功分模块通过晶振、功分网络、若干不同中心频率的带通滤波器产生不同频率的晶振信号；跳频本振模块包括时钟分配模块、数字编码发码模块、锁相源模块、跳频模块，时钟分配模块把所述晶振生成的参考频率信号分别送给数字编码单元和调频编码单元，所述数字编码发码模块根据波形编码产生控制字编码信号,所述锁相源模块在控制字编码信号的控制下生成跳频编码，所述跳频模块将跳频编码转换为一波段跳频源的数字信号输出。
采用上述装置，毫米波接收通道中至少有一条为监测通道，所述监测通道与接收通道通过控制开关切换；接收通道和监测通道均包括依次连接的第一滤波器、数控衰减器、限幅器、低噪声放大器、第一放大器、第一混频器、第二滤波器、衰减器、第二放大器、第二混频器、第二滤波器和第三放大器。
本发明采用对数字波形进行综合以后进行编码，将各种波形按逻辑关系综合后，由单片机统一进行数字编码，综合波形编码能够同时产生多种波形信号。同时为确保各接收通道的幅度、相位及开关控制的一致性，各个通道采用相同的电路和对称布局，接收通道和监测通道通过单刀双掷开关切换共用同一中频输出接口，减小非线性和寄生参数引入的相位不一致误差和相位的全温相对变化量。此外，本发明的一本振信号使用跳源技术产生，可以避免倍频方案引入的相噪恶化，有效地降低频综的相位噪声。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
图2是频率综合器原理示意图。
图3是晶振功分模块原理示意图。
图4是跳频本振模块原理示意图。
图5是接收通道和监测通道原理示意图。
具体实施方式
结合图1，一种毫米波收发组件，包括若干个毫米波接收通道、一个毫米波发射通道、一个发射功分单元、一个频率综合器和一个本振功分单元；其中频率综合器产生一本振信号和二本振信号给信号接收通道和信号发射通道，本振功分单元将频率综合器产生的本振信号功分发送至每一信号接收通道，毫米波号发射通道将上变频后的信号发射，发射功分单元将信号发射通道输出的信号功分为与信号接收通道数量相同的若干路幅相一致的信号，毫米波接收通道接收外部信号并经过下变频后输出；所述频率综合器的一本振信号由一波段信号跳源产生。
结合图2、图3、图4，频率综合器包括晶振功分模块，以及和晶振功分模块连接的跳频本振模块、二本振模块；其中晶振功分模块通过晶振、功分网络、若干不同中心频率的带通滤波器产生不同频率的晶振信号；跳频本振模块包括时钟分配模块、数字编码发码模块、锁相源模块、跳频模块，时钟分配模块把所述晶振生成的参考频率信号分别送给数字编码单元和调频编码单元，所述数字编码发码模块根据波形编码产生控制字编码信号,所述锁相源模块在控制字编码信号的控制下生成跳频编码，所述跳频模块将跳频编码转换为一波段跳频源的数字信号输出。
结合图5，毫米波接收通道中至少有一条为监测通道，所述监测通道与接收通道通过控制开关切换；接收通道和监测通道均包括依次连接的第一滤波器、数控衰减器、限幅器、低噪声放大器、第一放大器、第一混频器、第二滤波器、衰减器、第二放大器、第二混频器、第二滤波器和第三放大器。
本发明的工作原理在于：
（1）发射装置主要实现信号的一次上变频、放大、二次上变频、放大等功能，最后输出给发射功分单元。一次上变频采用正交调制器，二次上变频采用 GaAs单片混频器，放大器选用GaAs异质结双极晶体管微波单片。
（2）接收装置主要实现将接收天线接收的毫米波信号通过限幅、低噪声放大、一次下变频、滤波放大、二次下变频，输出中频信号功能。
（3）频率综合其主要产生相参的发射本振信号和接收本振信号，并在外部数字信号的控制下实现频率跳变；一本振采用跳频技术，即间接式频率合成和直接式频率合成相结合的方案实现低相噪频率综合源。
实施例一（毫米波接收通道）
毫米波接收通道可以设计为2个通道、五个通道或七个通道等，至少包括一路监测通道，其中监测通道和一路接收通道通过单刀双掷开关切换共用同一中频输出接口。
为了确保各通道之间的隔离度，在结构上采用增加腔体隔离设计以提高通道之间的隔离度，同时选用隔离度较好的混频器；此外本振功分单元的设计也充分考虑了该指标要求。
为确保各通道的幅度、相位及开关控制的一致性，各个通道采用相同的电路和对称布局，减小非线性和寄生参数引入的相位不一致误差和相位的全温相对变化量，同时通过中频输出端的温补衰减器补偿各通道在全温下的增益变化量和幅度不一致性。
实施例二（频率综合器）
结合图3，频率综合器包括6种不同中心频率的带通滤波器且同一时间只有唯一的带通滤波器工作。带通滤波器的中心频率分别为60MHz、240MHz、960MHz、3.2GHz、8GHz、10GHz。
频率综合器中的功分网络包括同步开关的第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关，以及四个单刀三掷开关；其中第一单刀双掷开关的输入端与晶振连接，两个不动端分别与两个单刀三掷开关组的前端单刀三掷开关输入端连接，每两个单刀三掷开关为一组受外部控制信号的同步驱动控制三个带通滤波器的分别导通，第二单刀双掷开关的两个不动端分别与两个单刀三掷开关组的后端单刀三掷开关输出端连接。晶振信号和滤波后信号通过放大器进行放大。
Claims (6)
1.一种毫米波收发组件，其特征在于，包括若干个毫米波接收通道、一个毫米波发射通道、一个发射功分单元、一个频率综合器和一个本振功分单元；其中
频率综合器产生一本振信号和二本振信号给信号接收通道和信号发射通道，
本振功分单元将频率综合器产生的本振信号功分发送至每一信号接收通道，
毫米波号发射通道将上变频后的信号发射，
发射功分单元将信号发射通道输出的信号功分为与信号接收通道数量相同的若干路幅相一致的信号，
毫米波接收通道接收外部信号并经过下变频后输出；
所述频率综合器的一本振信号由一波段信号跳源产生。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，频率综合器包括晶振功分模块，以及和晶振功分模块连接的跳频本振模块、二本振模块；其中
晶振功分模块通过晶振、功分网络、若干不同中心频率的带通滤波器产生不同频率的晶振信号；
跳频本振模块包括时钟分配模块、数字编码发码模块、锁相源模块、跳频模块，
时钟分配模块把所述晶振生成的参考频率信号分别送给数字编码单元和调频编码单元，
所述数字编码发码模块根据波形编码产生控制字编码信号,
所述锁相源模块在控制字编码信号的控制下生成跳频编码，
所述跳频模块将跳频编码转换为一波段跳频源的数字信号输出。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，毫米波接收通道中至少有一条为监测通道，所述监测通道与接收通道通过控制开关切换；接收通道和监测通道均包括依次连接的第一滤波器、数控衰减器、限幅器、低噪声放大器、第一放大器、第一混频器、第二滤波器、衰减器、第二放大器、第二混频器、第二滤波器和第三放大器。
4.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，频率综合器包括6种不同中心频率的带通滤波器且同一时间只有唯一的带通滤波器工作。
5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，频率综合器中的功分网络包括同步开关的第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关，以及四个单刀三掷开关；其中
第一单刀双掷开关的输入端与晶振连接，两个不动端分别与两个单刀三掷开关组的前端单刀三掷开关输入端连接，
每两个单刀三掷开关为一组受外部控制信号的同步驱动控制三个带通滤波器的分别导通，
第二单刀双掷开关的两个不动端分别与两个单刀三掷开关组的后端单刀三掷开关输出端连接。
6.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，带通滤波器的中心频率分别为60MHz、240MHz、960MHz、3.2GHz、8GHz、10GHz。
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2017
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