CN109462408A - 一种多通道vhf二次变频集成收发前端 - Google Patents

一种多通道vhf二次变频集成收发前端 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种多通道VHF二次变频集成收发前端，该收发前端包括：开关放大衰减单元、开关滤波单元、两个混频放大滤波单元和本振功分单元。本申请所述技术方案采用多通道上下变频及开关选频设计，可实现多个通道同时收发，并具有通道间高隔离，电路元器件收发共用，可实现集成化高效率的效果。

Description

一种多通道VHF二次变频集成收发前端
技术领域
本申请涉及收发领域，特别涉及一种多通道VHF二次变频集成收发前端。
背景技术
变频收发前端相控阵雷达系统中的重要组成部分，其作用是接收来自天线多个子阵的回波信号，进行放大、滤波、下变频后形成中频信号，输出到AD进行采样；对输入的中频工作波形信号进行放大、上变频及滤波形成射频激励信号；接收系统校准测试信号进行接收通道的检测与校准；实现一、二本振信号的功率分配，分别为4个收发通道提供上、下变频本振。
常规实现方案采用收发电路分别设计，所需硬件设备量大，也不利于系统集成，难以满足集成化高效率及低成本的应用需求。
发明内容
为解决上述问题之一，本申请提供了一种多通道VHF二次变频集成收发前端。
根据本申请实施例，提供了一种多通道VHF二次变频集成收发前端，该收发前端包括：至少一个收发装置；所述收发装置包括：
开关放大衰减单元，选择接收VHF回波信号或测试信号，并对信号进行处理，输出用于下变频的VHF发射信号；
开关滤波单元，对VHF发射信号进行分段滤波，获得滤波信号；
第一混频放大滤波单元，基于第一外部本振信号，对滤波信号进行第一次下变频处理，获得一次下变频信号；
第二混频放大滤波单元，基于第二外部本振信号，对一次下变频信号进行第二次下变频处理，获得中频信号。
或者，所述收发装置包括：
第二混频放大滤波单元，对接收到的中频信号进行第一上变频处理，获得一次上变频信号；
第一混频放大滤波单元，对一次上变频信号进行处理，获得二次上变频信号；
开关滤波单元，对二次上变频信号进行分段滤波，获得经上变频的VHF信号；
开关放大衰减单元，将接收到的经上变频的VHF信号输出。
优选地，所述开关放大衰减单元包括：依次连接在两个信号选择开关之间的低噪声放大器和数控衰减器；
第一个信号选择开关用于选择选择接收VHF回波信号或测试信号；
第二个信号选择开关用于输出用于下变频的VHF发射信号，或，输出经上变频的VHF信号。
优选地，所述开关滤波单元包括：连接在两个信号频段选择开关之间的滤波模块。
优选地，所述滤波模块包括：4个滤波器；
第一个频段选择开关的第一端口连接开关放大衰减单元的输出端口，第一个频段选择开关的第二端口连接所述滤波器的第一端口；所述滤波器的第二端口连接第二个频段选择开关的第一端口；
第一个频段选择开关用于接收用于下变频的VHF发射信号，或，输出滤波后的经上变频的VHF信号；
第二个频段选择开关的第二端口用于接收二次上变频信号或输出滤波信号。
优选地，所述第一混频放大滤波单元包括：依次连接的第一混频器、第一双向放大器和第一带通滤波器；
所述第一混频器基于第一外部本振信号对接收到的经滤波的用于下变频的VHF发射信号进行混频，获得第一混频信号；
所述第一混频信号经第一双向放大器和第一带通滤波器进行放大滤波后，输出一次下变频信号；或者，
所述第一带通滤波器对接收到的一次上变频信号进行滤波处理，再经第一双向放大器放大后，通过所述第一混频器基于第一外部本振信号对滤波放大后的一次下变频信号进行二次上变频，获得二次上变频信号。
优选地，所述第二混频放大滤波单元包括：依次连接的第二混频器、第二双向放大器和第二带通滤波器；
所述第二混频器基于第二外部本振信号对接收到的一次下变频信号进行进行混频，获得第二混频信号；
所述第二混频信号经第二双向放大器和第二带通滤波器进行放大滤波后，输出中频信号；或者，
所述第二带通滤波器对接收到的中频信号进行滤波处理，再经第二双向放大器放大后，通过所述第二混频器基于第二外部本振信号对滤波放大后的中频信号进行一次上变频，获得一次上变频信号。
优选地，该收发前端还包括：用于产生第一外部本振信号和/或第二外部本振信号的本振功分单元。
优选地，所述本振功分单元包括：第一本振功分器和第二本振功分器。
优选地，所述收发前端包括：4个收发装置。
本申请所述技术方案通过开关放大衰减单元、开关滤波单元、混频放大滤波单元和本振功分单元和开关选择技术与双向放大技术实现集成化高效率及低成本的应用需求。
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示出本方案所述多通道VHF二次变频集成收发前端的示意图。
1、开关放大衰减单元，2、开关滤波单元，3、第一混频放大滤波单元，4、第二混频放大滤波单元，5、信号选择开关，6、低噪声放大器，7、数控衰减器，8、信号频段选择开关，9、带通滤波器，10、第一混频器，11、第一双向放大器，12、第一带通滤波器，13、第二混频器，14、第二双向放大器，15、第二带通滤波器，16、本振功分单元，17、第一本振功分器，18、第二本振功分器，19、多通道VHF二次变频集成收发前端。
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利用多路接收与发射单元电路共用实现回波信号的放大、滤波、下变频后形成中频信号及中频工作波形信号进行放大、上变频及滤波形成射频激励信号；通过开关滤波器组进行分段滤波，实现抗干扰应用。
如图1所示，如图1所示，多通道VHF二次变频集成收发前端19，该收发前端19包括：开关放大衰减单元1、开关滤波单元2、第一混频放大滤波单元3、第二混频放大滤波单元4和本振功分单元16。本方案中，所述开关放大衰减单元1对VHF回波信号、测试信号、VHF发射信号进行开关选择、低噪声放大和数控衰减，实现工作模式的切换；所述开关滤波单元2对VHF上下变频信号进行分段滤波，达到抗干扰应用；所述第一混频放大滤波单元3和第二混频放大滤波单元4对VHF回波或测试信号进行下变频到中频频率，也可对中频信号进行上变频到VHF频率；所述本振功分单元16将第一、二本振信号进行功率分配，为每一个上下变频通道提供相同的本振。
本方案提供一种优选的实例，所述开关放大衰减单元1包括：信号选择开关5、低噪声放大器6和数控衰减器7；所述第一个信号选择开关5的第二端口与第三端口用于选择接收VHF回波信号和测试信号；所述第一个信号选择开关5的第一端口与低噪声放大器6的第一端口连接；所述低噪声放大器6的第二端口与数控衰减器7第一端口连接；所述数控衰减器7第二端口与第二个信号选择开关5的第二端口连接；所述第二个信号选择开关5的第三端口用于输出所述VHF发射信号；所述第二个信号选择开关5的第一端口用于接收信号或发射信号。
本方案提供一种优选的实例，所述开关滤波单元2包括：信号频段选择开关8和滤波器9。所述第一个频段选择开关8第一端口连接开关放大衰减单元1第二端口，所述第一个频段选择开关8第二端口连接所述滤波器9第一端口；所述滤波器9第二端口连接第二个频段选择开关8第一端口；所述第二个频段选择开关8第二端口接收信号或输入发射信号。
本方案提供一种优选的实例，所述第一混频放大滤波单元3包括：第一混频器10、第一双向放大器11和第一带通滤波器12。所述第一混频放大滤波单元3第一端口连接开关滤波单元2第二端口；所述第一混频器10第三端口连接本振功分单元16第三/四/五/六端口；所述第一混频器10第二端口与所述第一双向放大器11第一端口连接；所述第一双向放大器11第二端口与所述第一带通滤波器12第一端口连接；所述第一带通滤波器12第二端口输出下变频信号或接收上变频信号。
本方案提供一种优选的实例，所述第二混频放大滤波单元4包括：第二混频器13、第二双向放大器14和第二带通滤波器15。所述第二混频放大滤波单元4第一端口连接第一混频放大滤波单元3第二端口；所述第二混频器13第三端口连接本振功分单元16第七/八/九/十端口；所述第二混频器13第二端口与所述第二双向放大器14第一端口连接；所述第二双向放大器14第二端口与所述第二带通滤波器15第一端口连接；所述第二带通滤波器15第二端口输出下变频信号或接收中频信号。
本方案提供一种优选的实例，所述本振功分单元16包括：第一本振功分器17和第二本振功分器18。所述本振功分单元16第一端口输入第一本振信号；所述本振功分单元16第二端口输入第二本振信号；所述第一本振功分器17第三/四/五/六端口输出四路第一本振信号到四路第一混频放大滤波单元3；所述第二本振功分器18第三/四/五/六端口输出四路第二本振信号到四路第二混频放大滤波单元4。
下面通过实例对本方案作进一步说明书。
如图1所示，本实例提供了一种多通道VHF二次变频集成收发前端19，包括：信号选择开关5、低噪声放大器6、数控衰减器7、信号频段选择开关8、带通滤波器9、第一混频器10、第一双向放大器11、带通第一带通滤波器12、第二混频器13、第二双向放大器14、带通第二带通滤波器15、一本振功分器17、二本振功分器18。本实例中，信号选择开关5和信号频段选择开关8均选用单刀双掷开关。
本实例中，第一信号选择开关5第一端口与低噪声放大器6的第一端口连接；低噪声放大器6的第二端口与数控衰减器7第一端口连接；数控衰减器7第二端口与第二个信号选择开关5的第二端口连接；第二个信号选择开关5的第一端口与第一个频段选择开关8第一端口连接；第一个频段选择开关8第二端口与滤波器9第一端口连接；滤波器9第二端口与第二个频段选择开关8第一端口连接；第二个频段选择开关8第二端口与第一混频器10第一端口连接；第一混频器10第二端口与第一双向放大器11第一端口连接；第一双向放大器11第二端口与第一带通滤波器12第一端口连接；第一带通滤波器12第二端口与第二混频器13第一端口连接；第二混频器13第二端口与第二双向放大器14第一端口连接；第二双向放大器14第二端口与第二带通滤波器15第一端口连接；第一本振功分器17第二端口与第1通道第一混频器10第三端口连接；第一本振功分器17第三端口与第2通道第一混频器10第三端口连接；第一本振功分器17第四端口与第3通道第一混频器10第三端口连接；第一本振功分器17第五端口与第4通道第一混频器10第三端口连接；第二本振功分器17第二端口与第1通道第二混频器13第三端口连接；第二本振功分器17第三端口与第2通道第二混频器13第三端口连接；第二本振功分器17第四端口与第3通道第二混频器13第三端口连接；第二本振功分器17第五端口与第4通道第二混频器13第三端口连接。
本实例中所述多通道VHF二次变频集成收发前端19包含开关放大衰减单元1、开关滤波单元2、第一混频放大滤波单元3、第二混频放大滤波单元4和本振功分单元16。接收来自天线多个子阵的回波信号，进行放大、滤波、下变频后形成中频信号，输出到AD进行采样；对输入的中频工作波形信号进行放大、上变频及滤波形成射频激励信号；接收系统校准测试信号进行接收通道的检测与校准；实现第一、第二本振信号的功率分配，分别为4个收发通道提供上、下变频本振。接收与发射单元电路共用实现集成化高效率及低成本应用。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，该收发前端包括：至少一个收发装置；所述收发装置包括：
开关放大衰减单元，选择接收VHF回波信号或测试信号，并对信号进行处理，输出用于下变频的VHF发射信号；
开关滤波单元，对VHF发射信号进行分段滤波，获得滤波信号；
第一混频放大滤波单元，基于第一外部本振信号，对滤波信号进行第一次下变频处理，获得一次下变频信号；
第二混频放大滤波单元，基于第二外部本振信号，对一次下变频信号进行第二次下变频处理，获得中频信号；
或者，所述收发装置包括：
第二混频放大滤波单元，对接收到的中频信号进行第一上变频处理，获得一次上变频信号；
第一混频放大滤波单元，对一次上变频信号进行处理，获得二次上变频信号；
开关滤波单元，对二次上变频信号进行分段滤波，获得经上变频的VHF信号；
开关放大衰减单元，将接收到的经上变频的VHF信号输出。
2.根据权利要求1所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，所述开关放大衰减单元包括：依次连接在两个信号选择开关之间的低噪声放大器和数控衰减器；
第一个信号选择开关用于选择选择接收VHF回波信号或测试信号；
第二个信号选择开关用于输出用于下变频的VHF发射信号，或，输出经上变频的VHF信号。
3.根据权利要求1所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，所述开关滤波单元包括：连接在两个信号频段选择开关之间的滤波模块。
4.根据权利要求3所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，所述滤波模块包括：4个滤波器；
第一个频段选择开关的第一端口连接开关放大衰减单元的输出端口，第一个频段选择开关的第二端口连接所述滤波器的第一端口；所述滤波器的第二端口连接第二个频段选择开关的第一端口；
第一个频段选择开关用于接收用于下变频的VHF发射信号，或，输出滤波后的经上变频的VHF信号；
第二个频段选择开关的第二端口用于接收二次上变频信号或输出滤波信号。
5.根据权利要求1所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，所述第一混频放大滤波单元包括：依次连接的第一混频器、第一双向放大器和第一带通滤波器；
所述第一混频器基于第一外部本振信号对接收到的经滤波的用于下变频的VHF发射信号进行混频，获得第一混频信号；
所述第一混频信号经第一双向放大器和第一带通滤波器进行放大滤波后，输出一次下变频信号；或者，
所述第一带通滤波器对接收到的一次上变频信号进行滤波处理，再经第一双向放大器放大后，通过所述第一混频器基于第一外部本振信号对滤波放大后的一次下变频信号进行二次上变频，获得二次上变频信号。
6.根据权利要求1所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，所述第二混频放大滤波单元包括：依次连接的第二混频器、第二双向放大器和第二带通滤波器；
所述第二混频器基于第二外部本振信号对接收到的一次下变频信号进行进行混频，获得第二混频信号；
所述第二混频信号经第二双向放大器和第二带通滤波器进行放大滤波后，输出中频信号；或者，
所述第二带通滤波器对接收到的中频信号进行滤波处理，再经第二双向放大器放大后，通过所述第二混频器基于第二外部本振信号对滤波放大后的中频信号进行一次上变频，获得一次上变频信号。
7.根据权利要求1、5或6所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，该收发前端还包括：用于产生第一外部本振信号和/或第二外部本振信号的本振功分单元。
8.根据权利要求7所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，所述本振功分单元包括：第一本振功分器和第二本振功分器。
9.根据权利要求8所述的多通道VHF二次变频集成收发前端，其特征在于，所述收发前端包括：4个收发装置。
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