CN109510643A - 一种微波变频电路及微波变频器 - Google Patents
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Abstract
一种微波变频电路及微波变频器，包括射频放大模块、起振模块、混频切换模块以及中频输出模块，射频放大模块对天线接收的第一射频信号和第二射频信号进行放大以生成第一射频放大信号和第二射频放大信号；起振模块生成本振信号；混频切换模块根据本振信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，并根据本振频率信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行混频以生成多种中频信号；中频输出模块输出中频信号；该微波变频电路通过射频放大模块对射频信号进行单级放大以输出能够与混频切换模块匹配的射频放大信号，使得该电路结构简单，在保证高性能的前提下节约了大量成本。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种微波变频电路及微波变频器。
背景技术
目前，微波变频电路包括前端放大电路、滤波电路、混频电路、中频放大电路、起振电路、切换电路以及供电电路，其将Ku波段(10.7GHz-12.75GHz)卫星传送下来的微弱信号进行放大、滤波，并与本振频率混频后，再进行中频放大以输出卫星接收机所需要的中频信号(950MHz～2150MHz)；然而，该微波变频电路需要采用三级射频放大电路，并且对于双极化本振产品而言，其需要采用切换电路来切换两个不同频率的起振电路和两个不同频率的中频放大电路，导致其电路结构复杂，不仅会使硬件成本高，还会导致印刷该微波变频电路的PCB板面积大，同时也增加了PCB板相对应的其他外围组装配件的体积。
因此，传统的技术方案中的微波变频电路存在电路结构复杂和成本高的问题。
发明内容
本发明提供一种微波变频电路及微波变频器，旨在解决传统的技术方案中的微波变频电路存在电路结构复杂和成本高的问题。
本发明是这样实现的，一种微波变频电路，包括：
与天线连接，用于对所述天线接收的第一射频信号和第二射频信号进行放大以生成第一射频放大信号和第二射频放大信号的射频放大模块；
用于生成本振信号的起振模块；
与所述射频放大模块和所述起振模块连接，用于根据所述本振信号和所述第一射频放大信号或者所述第二射频放大信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，并根据所述本振频率信号和所述第一射频放大信号或者所述第二射频放大信号进行混频以生成多种中频信号的混频切换模块；及
与所述混频切换模块连接，用于输出所述中频信号的中频输出模块。
此外，还提供一种微波变频器，包括上述的微波变频电路。
上述的微波变频电路，通过设置射频放大模块对天线接收的第一射频信号和第二射频信号进行放大以生成第一射频放大信号和第二射频放大信号，起振模块生成本振信号，使混频切换模块根据本振信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，并根据本振频率信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行混频以生成多种中频信号并通过中频输出模块输出；该微波变频电路通过射频放大模块对射频信号进行单级放大以输出能够与混频切换模块匹配的射频放大信号，使得该电路结构简单，在保证高性能的前提下节约了大量成本。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的微波变频电路的模块示意图；
图2为本发明一实施例提供的微波变频电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明较佳实施例提供的微波变频电路的模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
参考图1，一种微波变频电路，包括：射频放大模块10、起振模块30、混频切换模块20以及中频输出模块40。
其中，射频放大模块10与天线连接，用于对天线接收的第一射频信号和第二射频信号进行放大以生成第一射频放大信号和第二射频放大信号；起振模块30用于生成本振信号；混频切换模块20与射频放大模块10和起振模块30连接，用于根据本振信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，并根据本振频率信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行混频以生成多种中频信号；中频输出模块40与混频切换模块20连接，用于输出中频信号。第一射频信号和第二射频信号分别指的是水平射频信号和垂直射频信号。水平射频信号和垂直射频信号的频率具体为10.7GHz-12.75GHz，第一射频放大信号和第二射频放大信号分别指的是水平射频放大信号和垂直射频放大信号。本振频率信号具体可以为9.75GHz、10.6GHz、10.75GHz、11.3GHz。对于双本振电路，中频信号包括高本振中频信号和低本振中频信号，高本振中频信号具体可以为0.95GHz、1.95GHz；低本振中频信号具体可以为1.1GHz、2.15GHz。对于单本振电路，中频信号包括高本振中频信号，高本振中频信号具体可以为0.95GHz、1.45GHz。混频切换模块20可以选择水平射频放大信号和垂直射频放大信号中的任意一种射频放大信号与本振信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，具体由卫星接收机的13V/18V电压进行选择水平射频放大信号还是垂直射频放大信号。
在本实施例中，通过射频放大模块10对天线接收的第一射频信号和第二射频信号进行放大以生成第一射频放大信号和第二射频放大信号，起振模块30生成本振信号，使混频切换模块20根据本振信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，并根据本振频率信号和第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行混频以生成多种中频信号并通过中频输出模块40输出；该微波变频电路通过射频放大模块10对射频信号进行单级放大以输出能够与混频切换模块20匹配的射频放大信号，使得该电路结构简单，在保证高性能的前提下节约了大量成本。
在其中一个实施例中，参考图2，混频切换模块20还用于用于根据原始脉冲信号生成脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号在多种中频信号间进行切换以输出对应的一种中频信号。原始脉冲信号从中频信号输出模块40的输入输出端O/P输入，并经过中频信号输出模块40生成脉冲控制信号以输入到混频切换模块20。本实施例的混频切换模块20可以根据用户输入的原始脉冲信号在各种中频信号间进行切换以输出对应的一种中频信号，以使卫星接收机在射频波段范围内实现全频带接收节目。
在其中一个实施例中，参考图2，射频放大模块10包括第一射频放大单元101和第二射频放大单元102；其中，第一射频放大单元101与天线连接，用于对天线接收的第一射频信号进行放大以生成第一射频放大信号；第二射频放大单元102与天线连接，用于对天线接收的第二射频信号进行放大以生成第二射频放大信号。本实施例的只要采用第一射频放大单元101和第二射频放大单元102对天线接收的射频信号进行单级放大，与传统方案需要采用三级射频放大电路相比，该射频放大电路结构简单，不仅降低了硬件成本，还减小了PCB板面积，同时也减小了PCB板相对应的其他外围组装配件的体积。
在其中一个实施例中，参考图2，第一射频放大单元101包括：第一场效应管Q1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3；第一场效应管Q1的栅极和第一电阻R1的第一端共接构成第一射频放大单元101的输入端，第一场效应管Q1的漏极、第一电容C1的第一端共接至第二电容C2的第一端，第一电容C1的第二端和第一场效应管Q1的源极共接于地，第二电容C2的第二端作为第一射频放大单元101的输出端，第一电阻R1的第二端和第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第二端连接于地。在具体的实施例中，第一场效应管Q1为N沟道场效应管。
在其中一个实施例中，参考图2，第二射频放大单元102包括：第二场效应管Q2、第二电阻R2、第四电容C4、第五电容C5以及第六电容C6；第二场效应管Q2的栅极和第二电阻R2的第一端共接构成第二射频放大单元102的输入端，第二场效应管Q2的漏极和第四电容C4的第一端共接至第五电容C5的第一端，第五电容C5的第二端为第二射频放大单元102的输出端，第二电阻R2的第二端和第六电容C6的第一端连接，第六电容C6的第二端、第二场效应管Q2的源极以及第四电容C4的第一端均连接于地。在具体的实施例中，第二场效应管Q2为N沟道场效应管。
在其中一个实施例中，参考图2，起振模块30包括：晶体振荡器BC、第七电容C7以及第八电容C8；晶体振荡器BC的第一端和第七电容C7的第一端共接作为起振模块30的输入端，晶体振荡器BC的第二端和第八电容C8的第一端共接作为起振模块30的输出端，第七电容C7的第二端和第八电容C8的第二端共接于地。
在其中一个实施例中，参考图2，中频输出模块40包括：稳压电源芯片U2、第一电感L1、第二电感L2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12以及第十三电容C13；第三电阻R3的第一端为中频输出模块40的第一输入端，第三电阻R3的第二端与第一电感L1的第一端连接，第一电感L1的第二端与第九电容C9的第一端连接，第九电容C9的第二端和第二电感L2的第一端共接构成中频输出模块40的输入输出端O/P，第四电阻R4的第一端为中频输出模块40的第一输出端，第十一电容C11的第一端、第十二电容C12的第一端以及稳压电源芯片U2的输出端共接构成中频输出模块40的第二输出端，第四电阻R4的第二端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端以及第十电容C10的第一端共接，第十一电容C11的第二端、第十二电容C12的第二端以及第五电阻R5的第二端均连接于地，第六电阻R6的第二端、第十电容C10的第二端、第十三电容C13的第一端以及稳压电源芯片U2的输入端共接至第二电感L2的第二端，稳压电源芯片U2的地端连接于地，第十三电容C13的第二端连接于地。
在其中一个实施例中，参考图2，混频切换模块20包括：四运算信号处理芯片U1、第七电阻R7以及第八电阻R8；四运算信号处理芯片U1的第一射频信号输入端FR_T为混频切换模块20的第一射频信号输入端，四运算信号处理芯片U1的第二射频信号输入端FR_B为混频切换模块20的第二射频信号输入端，四运算信号处理芯片U1的中频信号输出端IF为混频切换模块20的中频信号输出端，四运算信号处理芯片U1的电流控制端RCAL与第七电阻R7的第一端连接，四运算信号处理芯片U1的本振频率选择端CFG和第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端和第七电阻R7的第二端共接于地，四运算信号处理芯片U1的晶体振荡器BC输入端XTAL2为混频切换模块20的本振信号输入端，四运算信号处理芯片U1的晶体振荡器BC输出端为混频切换模块20的本振信号输出端XTAL1，四运算信号处理芯片U1的中频信号切换控制端POL_22K为混频切换模块20的中频信号切换控制端，四运算信号处理芯片U1的电源端VDD为混频切换模块20的电源输入端。本实施例通过调节第八电阻R8的阻值，可实现切换高本振和低本振。四运算信号处理芯片U1可实现根据卫星接收器的需求在各种中频信号间自动切换任意一种中频信号输出，不需采用切换电路进行切换，使得该微波射频电路结构简单，不仅进一步降低了硬件成本，还进一步缩小了PCB板面积，同时也进一步减小了PCB板相对应的其他外围组装配件的体积，此外，还使卫星接收机能够在射频波段范围内实现全频带接收节目。
此外，还提供一种微波变频器，包括上述的微波变频电路。
下面以图2所示的微波变频电路为例对其工作原理进行说明，详述如下：
第一场效应管Q1对天线接收的第一射频信号进行放大以生成第一射频放大信号，并通过四运算信号处理芯片U1的第一射频信号输入端FR_T输入至四运算信号处理芯片U1，第二场效应管Q2对天线接收的第二射频信号进行放大以生成第二射频放大信号，并通过四运算信号处理芯片U1的第二射频信号输入端FR_B输入至四运算信号处理芯片U1；晶体振荡器根据四运算信号处理芯片U1的射频放大信号的频率并通过四运算信号处理芯片U1的晶体振荡器输入端XTAL2向四运算信号处理芯片U1输入一定频率的本振信号；使四运算信号处理芯片U1根据卫星接收机的13V/18V电压选择第一射频放大信号或第二射频放大信号与本振信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，具体为：当卫星接收机电压为13V时，选择第一射频放大信号与本振信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，当卫星接收机电压为18V时，选择第二射频放大信号与本振信号进行多相数字调相以生成本振频率信号；四运算信号处理芯片U1还根据本振频率信号与第一射频放大信号或者第二射频放大信号进行混频以生成多种中频信号，并且通过中频输出模块40的输入输出端O/P接收卫星接收机的原始脉冲信号，原始脉冲信号经过第六电阻R6、第十电容C10以及第四电阻R4后生成脉冲控制信号，并将脉冲控制信号通过四运算信号处理芯片U1的中频信号切换控制端POL_22K输入到四运算信号处理芯片U1，四运算信号处理芯片U1根据脉冲控制信号在多种中频信号间进行切换以通过四运算信号处理芯片U1的中频信号输出端IF输出相应的一种中频信号。
本发明的有益效果：
(1)该微波变频电路通过射频放大模块对射频信号进行单级放大以输出能够与混频切换模块匹配的射频放大信号，与传统方案需要采用三级射频放大电路相比，该射频放大电路结构简单，不仅降低了硬件成本，还减小了PCB板面积，同时也减小了PCB板相对应的其他外围组装配件的体积，在保证高性能的前提下节约了大量成本。
(2)通过混频切换模块可实现根据卫星接收器的需求在各种中频信号间自动切换任意一种中频信号输出，不需采用切换电路进行切换，不仅使卫星接收机能够在射频波段范围内实现全频带接收节目，还使得该微波射频电路结构进一步简化，不仅进一步降低了硬件成本，还进一步缩小了PCB板面积，同时也进一步减小了PCB板相对应的其他外围组装配件的体积。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种微波变频电路，其特征在于，所述微波变频电路包括：
与天线连接，用于对所述天线接收的第一射频信号和第二射频信号进行放大以生成第一射频放大信号和第二射频放大信号的射频放大模块；
用于生成本振信号的起振模块；
与所述射频放大模块和所述起振模块连接，用于根据所述本振信号和所述第一射频放大信号或者所述第二射频放大信号进行多相数字调相以生成本振频率信号，并根据所述本振频率信号和所述第一射频放大信号或者所述第二射频放大信号进行混频以生成多种中频信号的混频切换模块；及
与所述混频切换模块连接，用于输出所述中频信号的中频输出模块。
2.如权利要求1所述的微波变频电路，其特征在于，所述混频切换模块还用于根据原始脉冲信号生成脉冲控制信号；
所述混频切换模块还用于根据所述脉冲控制信号在所述多种中频信号间进行切换以输出对应的一种所述中频信号。
3.如权利要求1所述的微波变频电路，其特征在于，所述射频放大模块包括：
与所述天线连接，用于对所述天线接收的第一射频信号进行放大以生成第一射频放大信号的第一射频放大单元；和
与所述天线连接，用于对所述天线接收的第二射频信号进行放大以生成第二射频放大信号的第二射频放大单元。
4.如权利要求3所述的微波变频电路，其特征在于，所述第一射频放大单元包括：第一场效应管、第一电阻、第一电容、第二电容以及第三电容；
所述第一场效应管的栅极和所述第一电阻的第一端共接构成所述第一射频放大单元的输入端，所述第一场效应管的漏极、所述第一电容的第一端共接至所述第二电容的第一端，所述第一电容的第二端和所述第一场效应管的源极共接于地，所述第二电容的第二端作为所述第一射频放大单元的输出端，所述第一电阻的第二端和所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端连接于地。
5.如权利要求3所述的微波变频电路，其特征在于，所述第二射频放大单元包括：第二场效应管、第二电阻、第四电容、第五电容以及第六电容；
所述第二场效应管的栅极和所述第二电阻的第一端共接构成所述第二射频放大单元的输入端，所述第二场效应管的漏极和所述第四电容的第一端共接至所述第五电容的第一端，所述第五电容的第二端为所述第二射频放大单元的输出端，所述第二电阻的第二端和所述第六电容的第一端连接，所述第六电容的第二端、所述第二场效应管的源极以及所述第四电容的第一端均连接于地。
6.如权利要求1所述的微波变频电路，其特征在于，所述起振模块包括：晶体振荡器、第七电容以及第八电容；
所述晶体振荡器的第一端和所述第七电容的第一端共接作为所述起振模块的输入端，所述晶体振荡器的第二端和所述第八电容的第一端共接作为所述起振模块的输出端，所述第七电容的第二端和所述第八电容的第二端共接于地。
7.如权利要求1所述的微波变频电路，其特征在于，所述中频输出模块包括：稳压电源芯片、第一电感、第二电感、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容以及第十三电容；
所述第三电阻的第一端为所述中频输出模块的第一输入端，所述第三电阻的第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第九电容的第一端连接，所述第九电容的第二端和所述第二电感的第一端共接构成所述中频输出模块的输入输出端，所述第四电阻的第一端为所述中频输出模块的第一输出端，所述第十一电容的第一端、所述第十二电容的第一端以及所述稳压电源芯片的输出端共接构成所述中频输出模块的第二输出端，所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第一端、所述第六电阻的第一端以及所述第十电容的第一端共接，所述第十一电容的第二端、所述第十二电容的第二端以及所述第五电阻的第二端均连接于地，所述第六电阻的第二端、所述第十电容的第二端、所述第十三电容的第一端以及所述稳压电源芯片的输入端共接至所述第二电感的第二端，所述稳压电源芯片的地端连接于地，所述第十三电容的第二端连接于地。
8.如权利要求1所述的微波变频电路，其特征在于，所述混频切换模块包括：四运算信号处理芯片、第七电阻以及第八电阻；
所述四运算信号处理芯片的第一射频信号输入端为所述混频切换模块的第一射频信号输入端，所述四运算信号处理芯片的第二射频信号输入端为所述混频切换模块的第二射频信号输入端，所述四运算信号处理芯片的中频信号输出端为所述混频切换模块的中频信号输出端，所述四运算信号处理芯片的电流控制端与所述第七电阻的第一端连接，所述四运算信号处理芯片的本振频率选择端和所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端和所述第七电阻的第二端共接于地，所述四运算信号处理芯片的晶体振荡器输入端为所述混频切换模块的本振信号输入端，所述四运算信号处理芯片的晶体振荡器输出端为所述混频切换模块的本振信号输出端，所述四运算信号处理芯片的中频信号切换控制端为所述混频切换模块的中频信号切换控制端，所述四运算信号处理芯片的电源端为所述混频切换模块的电源输入端。
9.一种微波变频器，其特征在于，包括上述权利要求1至8任一项所述的微波变频电路。
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| CN106571848A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-04-19 | 华讯方舟科技（湖北）有限公司 | 一种微波变频电路及变频器 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN116707573B (zh) * | 2023-05-24 | 2024-01-26 | 苏州莱尔微波技术有限公司 | 一种变频信道组件 |
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