CN109217886A - 一种双路下变频组件 - Google Patents

Abstract

一种双路下变频组件。本申请实施例中提供了第一本振模块，用于产生第一本振信号；第二本振模块，用于产生第二本振信号；第一路下变频通道，基于第一本振信号和第二本振信号，将第一路射频信号变频为第一路中频信号和第一路监测信号；第二路下变频通道，基于第一本振信号和第二本振信号，将第二路射频信号变频为第二路中频信号和第二路监测信号。本申请所述技术方案能够实现双路输出，由于采用变频通道的集成设计，大大减少了元器件的使用，从而实现组件的高集成度。本申请所述技术方案对输入的射频信号进行数控衰减、放大，在有效抑制杂散信号的基础上实现两次下变频，并且采用限幅衰减放大器和可调放大器，实现了二次下变频组件的高集成度和多用性。

Description

一种双路下变频组件

技术领域

本申请涉及雷达领域，特别涉及一种采用标准PXI总线规范定义的电源与控制信号的双路下变频组件。

背景技术

在雷达、微波系统、通讯系统等的接收设备中，都包含着下变频组件，其目的是接收外部的高频信号，将高频信号下变频至合适的频率，送至中频接收机进行处理。通常的下变频组件采用独立的限幅器、多个数控衰减器和放大器，集成度低，而且是单路输出，由此，导致组件空间占用量大，集成度低，无法满足小体积的需求。

发明内容

为解决上述问题之一，本申请提供了一种具有双路输出、减少元器件种类和数量的高集成度和多功能的二次下变频组件。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种双路下变频组件，该组件包括：

第一本振模块，用于产生第一本振信号；

第二本振模块，用于产生第二本振信号；

第一路下变频通道，基于第一本振信号和第二本振信号，将输入的射频信号变频为中频信号，输出第一路中频信号和第一路监测信号；

第二路下变频通道，基于第一本振信号和第二本振信号，将输入的射频信号变频为中频信号，输出第二路中频信号和第二路监测信号。

优选地，所述第一本振模块包括：

第一本振开关，用于控制第一本振信号的通断；

第一本振功分器，用于将第一本振信号分为两路，分别传输至第一路下变频通道和第二路下变频通道。

优选地，所述第一本振模块还包括：第一本振放大器，用于将第一本振信号源提供的第一本振信号放大，并传输至第一本振开关。

优选地，所述第二本振模块包括：

第二本振开关，用于控制第二本振信号的通断；

第二本振功分器，用于将第二本振信号分为两路，分别传输至第一路下变频通道和第二路下变频通道。

优选地，所述第二本振模块还包括：第二本振放大器，用于将第二本振信号源提供的第二本振信号放大，并传输至第二本振功分器。

优选地，所述第一路下变频通道包括：

第一带通滤波器，用于对输入的第一路射频信号进行镜频信号滤除，获得第一滤波信号；

第一混频器，用于将第一本振信号和第一滤波信号进行混频，获得第一路混频信号；

第二带通滤波器，用于将第一路混频信号中的第一本振信号和交调信号滤除，获得第二滤波信号；

第二混频器，用于将第二本振信号和第二滤波信号进行混频，获得第二路混频信号；

第三带通滤波器，用于将第二路混频信号中的第二本振信号和交调信号滤除，获得第三滤波信号；

第一耦合器，用于对第三滤波信号进行耦合处理，输出第一路中频信号和第一路监测信号。

优选地，所述第一路下变频通道还包括：第一限幅衰减放大器，用于对输入的第一路射频信号进行数控衰减和放大处理，并传输至第一带通滤波器。

优选地，所述第二路下变频通道包括：

第一带通滤波器，用于对输入的第二路射频信号进行镜频信号滤除，获得第一滤波信号；

第一混频器，用于将第一本振信号和第一滤波信号进行混频，获得第一路混频信号；

第二带通滤波器，用于将第一混频信号中的第一本振信号和交调信号滤除，获得第二滤波信号；

第二混频器，用于将第二本振信号和第二滤波信号进行混频，获得第二路混频信号；

第三带通滤波器，用于将第二混频信号中的第二本振信号和交调信号滤除，获得第三滤波信号；

第二耦合器，用于对第三滤波信号进行耦合处理，输出第二路中频信号和第二路监测信号。

优选地，所述第二路下变频通道还包括：第二限幅衰减放大器，用于对输入的第二路射频信号进行数控衰减和放大处理，并传输至第一带通滤波器。

优选地，所述第一路下变频通道和第二路下变频通道分别还包括：

设置在第一混频器和第二带通滤波器之间的第一可调放大器，用于对第一路混频信号进行增益调节，并传输至第二带通滤波器；

设置在第二混频器和第三带通滤波器之间的第二可调放大器，用于对第二路混频信号进行增益调节，并传输至第三带通滤波器。

本申请所述技术方案能够实现双路输出，由于采用变频通道的集成设计，大大减少了元器件的使用，从而实现组件的高集成度。

本申请所述技术方案对输入的射频信号进行数控衰减、放大，在有效抑制杂散信号的基础上实现两次下变频，并且采用限幅衰减放大器和可调放大器，实现了二次下变频组件的高集成度和多用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出本申请所述双路下变频组件的示意图。

附图标号

1001、第一路下变频通道，1002、第二路下变频通道，1003、第一本振模块，1004、第二本振模块；

1、第一限幅衰减放大器，2、第二限幅衰减放大器，3、第一带通滤波器，4、第一混频器，5、第一可调放大器，6、第二带通滤波器，7、第二混频器，8、第二可调放大器，9、第三带通滤波器，10、第一耦合器，11、第二耦合器，12、第一本振放大器，13、第一本振开关，14、第二本振功分器，15、第二本振开关，16、第二本振放大器，17、第二本振功分器。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本方案的核心思路是采用标准PXI总线规范定义的电源与控制信号，在以满足不同系统需求的情况下，实现了二次下变频组件的高集成度和多用性。

如图1所示，公开了一种采用标准PXI总线规范定义的电源与控制信号的双路二次下变频组件。本方案为了达到更好地下变频效果和滤波效果，每个变频通道均采用两次下变频。具体的，本公开的双路二次下变频组件100包括：第一路下变频通道1001、第二路下变频通道1002、第一本振模块1003和第二本振模块1004。

在本实施例中，在每个下变频通道中，均包括多个滤波器和可调放大器，以满足中频信号幅度放大、衰减和交调信号抑制。具体地：

所述第一路下变频通道1001依次包括：第一限幅衰减放大器1、第一带通滤波器3、第一混频器4、第一可调放大器5、第二带通滤波器6、第二混频器7、第二可调放大器8、第三带通滤波器9、第一耦合器10。在第一路下变频通道中，第一限幅衰减放大器1、第一带通滤波器3、第一混频器4、第一可调放大器5、第二带通滤波器6、第二混频器7、第二可调放大器8、第三带通滤波器9和第一耦合器10顺次串联，第二耦合器11的主路输出为该二次下变频组件100的中频输出端，辅路输出为该二次下变频组件100的监测输出端。所述第一路下变频通道利用第一限幅衰减放大器1接收外部输入的第一路射频信号，对第一路射频信号进行一位32dB数控衰减和放大，同时对双路二次下变频组件进行限幅保护。第一限幅衰减放大器1输出放大后的射频信号进入第一带通滤波器3，第一带通滤波器3对第一路射频信号的镜像频率进行抑制，提高组件的信号选择性。经第一带通滤波器3滤波后的第一滤波信号进入第一混频器4的射频输入端，第一混频器4通过本振输入端接收第一本振信号，并对第一滤波信号和第一本振信号进行混频，形成第一混频信号，通过第一混频器4将射频信号变频为中频信号。第一混频信号进入第一可调放大器5，对第一混频信号进行6位数控衰减和放大，以提高组件的动态范围，并调节增益。第一可调放大器5输出衰减放大后的第一混频信号进入第二带通滤波器6，滤去泄漏的第一本振信号和第一混频器4产生的交调信号。第二带通滤波器6滤波后的第二滤波信号进入第二混频器7的射频输入端，第二混频器7的本振输入端接收第二本振信号，并对第一混频信号和二本振信号进行混频，形成第二混频信号，第二混频信号进入第二可调放大器8，对第二混频信号进行6位数控衰减和放大，以提高组件的动态范围，调节增益并满足信号线性输出。第二可调放大器8输出衰减放大后的第二混频信号进入第三带通滤波器9，滤去泄漏的第二本振信号和第二混频器7产生的交调信号。第三带通滤波器9滤波后的第二混频信号进入第一耦合器10，第一耦合器10主路输出第一路中频信号，第一耦合器10输出第一路监测信号，用于监测组件是否正常工作。

所述第二路下变频通道1002依次包括：第二限幅衰减放大器2、第一带通滤波器3、第一混频器4、第一可调放大器5、第二带通滤波器6、第二混频器7、第二可调放大器8、第三带通滤波器9、第二耦合器11；在第二路下变频通道中，第二限幅衰减放大器2、第一带通滤波器3、第一混频器4、第一可调放大器5、第二带通滤波器6、第二混频器7、第二可调放大器8、第三带通滤波器9和第二耦合器11顺次串联，第二耦合器11的主路输出为该二次下变频组件100的中频输出端，辅路输出为该二次下变频组件100的监测输出端。第二路下变频通道中，第二限幅衰减放大器2接收外部输入的第二路射频信号，对第二路射频信号进行一位32dB数控衰减和放大，同时对双路二次下变频组件进行限幅保护。第二限幅衰减放大器2输出放大后的射频信号进入第一带通滤波器3，第一带通滤波器3对第二路射频信号的镜像频率进行抑制，提高组件的信号选择性。经第一带通滤波器3滤波后的第一滤波信号进入第一混频器4的射频输入端，第一混频器4的本振输入端接收第一本振信号，并对第一滤波信号和第一本振信号进行混频，形成第一混频信号。第一混频信号进入第一可调放大器5，对第一混频信号进行6位数控衰减和放大，以提高组件的动态范围，并调节增益。第一可调放大器5输出衰减放大后的第一混频信号进入第二带通滤波器6，滤去泄漏的一本振信号和第一混频器4产生的交调信号。第二带通滤波器6滤波后的第一混频信号进入第二混频器7的射频输入端，第二混频器7的本振输入端接收第二本振信号，并对第一混频信号和第二本振信号进行混频，形成第二混频信号，第二混频信号进入第二可调放大器8，对第二混频信号进行6位数控衰减和放大，以提高组件的动态范围，调节增益并满足信号线性输出。第二可调放大器8输出衰减放大后的第二混频信号进入第三带通滤波器9，滤去泄漏的二本振信号和第二混频器7产生的交调信号。第三带通滤波器9滤波后的第二混频信号进入第二耦合器11，第二耦合器11主路输出第二路中频信号，第二耦合器11输出第二路监测信号，用于监测组件是否正常工作。

在本实施例中，第一本振模块1003依次包括：第一本振放大器12、第一本振开关13、第一本振功分器14。具体地，在本实施例中，第一本振放大器12的输出端与第一本振开关13的输入端连接，第一本振开关13的输出端与第一本振功分器14的输入端连接，第一本振功分器14的两个输出端分别与第一路下变频通道中的第一混频器4和第二路下变频通道中的第一混频器4的本振输入端连接。

本实施例中，第二本振模块1004依次包括：第二本振开关15、第二本振放大器16、第二本振功分器17；第二本振开关15的输出端与第二本振放大器16的输入端连接，第二本振放大器16的输出端与第二本振功分器17的输入端连接，第二本振功分器17的两个输出端分别与第一路下变频通道中的第二混频器7和第二路下变频通道中的第二混频器7的本振输入端连接。

双路二次下变频组件100工作时，外部输入的第一本振信号先进入第一本振放大器12进行放大，再将放大后的第一本振信号输出到第一本振开关13。当处于正常接收工作状态时，第一本振开关13导通，当处于非接收工作状态时，第一本振开关13断开。第一本振开关13输出第一本振信号到第一本振功分器14，第一本振功分器14功分出两路第一本振信号。两路第一本振信号分别输出到第一路下变频通道中的第一混频器4和第二路下变频通道中的第一混频器4的本振输入端。

外部输入的第二本振信号先进入第二本振开关15，当处于正常接收工作状态时，第二本振开关15导通，当处于非接收工作状态时，第二本振开关15断开。第二本振开关15输出第二本振信号到第二本振放大器16，经第二本振放大器16放大后的第二本振信号输出到第二本振功分器17，第二本振功分器17功分出两路二本振信号。两路第二本振信号分别输出到第一路下变频通道中的第二混频器7和第二路下变频通道中的第二混频器7的本振输入端。

本方案中，所述双路二次下变频组件为了防止微波信号与控制信号相互串扰，将下变频通道和本振电路放在组件的正面，电源控制电路放在组件的背面。在两通道之间放置隔墙，从而实现两通道间隔离度大于50dBc。电源与控制信号采用标准PXI总线规范定义，控制信号定义可通过组件内部设置的FPGA芯片进行灵活定制，以满足不同系统的需求，实现硬件的通用性。

在本实施例中，可以实现噪声系数小于3dB，增益大于等于50dB，杂散抑制大于等于70dBc，路间隔离大于50dB，数控衰减范围大于63dB。本领域技术人员应理解，并不限于这样的指标和频率波段。

本方案所述二次下变频模块100可用于接收机前端，接收来自外部的射频信号，在组件内进行两个通道的信号衰减放大、镜像抑制、二次下变频至中频后送至中频接收机，限幅衰减放大器集成了限幅器、衰减器、放大器三个器件的功能，可调放大器集成了放大器、衰减器的功能，使得二次下变频组件具有较高的集成度和更多的使用性能。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种双路下变频组件，其特征在于，该组件包括：

第一本振模块，用于产生第一本振信号；

第二本振模块，用于产生第二本振信号；

第一路下变频通道，基于第一本振信号和第二本振信号，将输入的射频信号变频为中频信号，输出第一路中频信号和第一路监测信号；

第二路下变频通道，基于第一本振信号和第二本振信号，将输入的射频信号变频为中频信号，输出第二路中频信号和第二路监测信号。

2.根据权利要求1所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第一本振模块包括：

第一本振开关，用于控制第一本振信号的通断；

第一本振功分器，用于将第一本振信号分为两路，分别传输至第一路下变频通道和第二路下变频通道。

3.根据权利要求2所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第一本振模块还包括：第一本振放大器，用于将第一本振信号源提供的第一本振信号放大，并传输至第一本振开关。

4.根据权利要求1所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第二本振模块包括：

第二本振开关，用于控制第二本振信号的通断；

第二本振功分器，用于将第二本振信号分为两路，分别传输至第一路下变频通道和第二路下变频通道。

5.根据权利要求4所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第二本振模块还包括：第二本振放大器，用于将第二本振信号源提供的第二本振信号放大，并传输至第二本振功分器。

6.根据权利要求1所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第一路下变频通道包括：

第一带通滤波器，用于对输入的第一路射频信号进行镜频信号滤除，获得第一滤波信号；

第一混频器，用于将第一本振信号和第一滤波信号进行混频，获得第一路混频信号；

第二带通滤波器，用于将第一路混频信号中的第一本振信号和交调信号滤除，获得第二滤波信号；

第二混频器，用于将第二本振信号和第二滤波信号进行混频，获得第二路混频信号；

第三带通滤波器，用于将第二混频信号中的第二本振信号和交调信号滤除，获得第三滤波信号；

第一耦合器，用于对第三滤波信号进行耦合处理，输出第一路中频信号和第一路监测信号。

7.根据权利要求6所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第一路下变频通道还包括：第一限幅衰减放大器，用于对输入的第一路射频信号进行数控衰减和放大处理，并传输至第一带通滤波器。

8.根据权利要求1所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第二路下变频通道包括：

第一带通滤波器，用于对输入的第二路射频信号进行镜频信号滤除，获得第一滤波信号；

第一混频器，用于将第一本振信号和第一滤波信号进行混频，获得第一路混频信号；

第二带通滤波器，用于将第一路混频信号中的第一本振信号和交调信号滤除，获得第二滤波信号；

第二混频器，用于将第二本振信号和第二滤波信号进行混频，获得第二路混频信号；

第三带通滤波器，用于将第二路混频信号中的第二本振信号和交调信号滤除，获得第三滤波信号；

第二耦合器，用于对第三滤波信号进行耦合处理，输出第二路中频信号和第二路监测信号。

9.根据权利要求8所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第二路下变频通道还包括：第二限幅衰减放大器，用于对输入的第二路射频信号进行数控衰减和放大处理，并传输至第一带通滤波器。

10.根据权利要求6或8所述的双路下变频组件，其特征在于，所述第一路下变频通道和第二路下变频通道分别还包括：

设置在第一混频器和第二带通滤波器之间的第一可调放大器，用于对第一路混频信号进行增益调节，并传输至第二带通滤波器；

设置在第二混频器和第三带通滤波器之间的第二可调放大器，用于对第二路混频信号进行增益调节，并传输至第三带通滤波器。