CN109884595A - 一种九倍频程超宽带发射系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种九倍频程超宽带发射系统，该系统包括：第一次变频单元，对外部P波段低频信号进行频率搬移，获得一路C波段中频信号和一路X波段中频信号；第二次变频单元，对产生的C波段和X波段中频信号进行再次频率搬移，产生从S波段到Ku波段射频信号；开关滤波器组件，对产生的S波段到Ku波段射频信号进行开关选择及滤波，输出分时段的射频信号；放大单元，对S波段到Ku波段射频信号进行放大，并输出九倍频程超宽带发射信号。本申请所述技术方案通过第一次变频单元、第二次变频单元、开关滤波器组件和放大单元的组合产生九倍频程超宽带发射信号；该方案结构简单、具有良好的鲁棒性，且配置成本低，便于工程实验应用。
Description
技术领域
本申请涉及发射系统领域，特别涉及一种九倍频程超宽带发射系统。
背景技术
发射系统是雷达系统中核心部件，其作用是将基带信号频谱搬移至高频段，其性能直接决定了雷达系统的优劣。为使雷达制造成本降低，国内外雷达系统正在逐步向小型和通用化、集成和固态化的方向飞速发展。
随着第四代雷达系统的研究迅速发展，为了实现可以兼容多种雷达体制，雷达发射系统需提供多频段多模式状态。多频段多模式意味着雷达发射系统的复杂度的增加及体积的增大，如何有效地减小发射系统的体积，同时还要完成多频段多模式功能成为目前雷达系统的研究课题。因此作为雷达系统的重要部件，如何实现多倍频程和宽带宽，成为亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题之一，本申请提供了一种九倍频程超宽带发射系统。
根据本申请实施例，提供了一种九倍频程超宽带发射系统，该系统包括：
第一次变频单元，对外部P波段低频信号进行频率搬移，获得一路C波段中频信号和一路X波段中频信号；
第二次变频单元，对产生的C波段和X波段中频信号进行再次频率搬移，产生从S波段到Ku波段射频信号；
开关滤波器组件，对产生的S波段到Ku波段射频信号进行开关选择及滤波，输出分时段的射频信号；
放大单元，对S波段到Ku波段射频信号进行放大，并输出九倍频程超宽带发射信号。
优选地，所述第一次变频单元包括：依次连接的数控衰减器、低通滤波器、低频开关和中频信号输出模块；
所述数控衰减器对外部输入的P波段低频信号进行功率控制，经低通滤波器滤除外部输入P波段低频信号的高次谐波，输入低频开关；
所述中频信号输出模块基于低频开关的控制，至少输出C波段中频信号和X波段中频信号。
优选地，所述中频信号输出模块包括：第一低频混频器、第二低频混频器、第二本振开关、第一中频带通滤波器和第二中频带通滤波器；
所述第一低频混频器的第一端口与低频开关的第二端口连接；所述第二低频混频器的第一端口与低频开关的第三端口连接；
所述第一低频混频器的第二端口与所述第二本振开关第二端口连接；
所述第一低频混频器的第三端口与所述第一中频带通滤波器的第一端口连接，并由第一中频带通滤波器的输出端输出C波段中频信号；
所述第二低频混频器的第二端口与所述第二本振开关第三端口连接；所述第二低频混频器的第三端口与所述第二中频带通滤波器的第一端口连接，并由第二中频带通滤波器的输出端输出X波段中频信号；
所述第二本振开关的第一端口与外部输入的第二本振连接。
优选地，所述第二次变频单元包括：混频模块和射频开关；
所述混频模块将接收到的C波段中频信号和X波段中频信号进行混频处理，经射频开关控制分时段输出从S波段到Ku波段射频信号；。
优选地，所述混频模块包括：第一本振开关、第一中频混频器和第二中频混频器；
所述第一中频混频器的第一端口用于接收C波段中频信号；所述第二中频混频器的第一端口用于接收X波段中频信号；
所述第一中频混频器的第二端口与所述第一本振开关的第二端口连接；所述第一中频混频器的第三端口与所述射频开关的第二端口连接；
所述第二中频混频器的第二端口与所述第一本振开关的第三端口连接；所述第二中频混频器的第三端口与所述射频开关的第三端口连接；
所述第一本振开关的第一端口与外部输入的第一本振连接。
优选地，所述开关滤波器组件包括：第一单刀多掷开关、频带滤波模块和第二单刀多掷开关；
所述第一单刀多掷开关选择输出频率的通道，经频带滤波模块滤除带外杂散信号，并分时提取多种不同频段的信号。
优选地，所述频带滤波模块包括：八个频带选择滤波器；
每个频带选择滤波器的第一端口分别与第一单刀多掷开关中的除输入端口外的一个端口连接；每个频带选择滤波器的第二端口分别与第二单刀多掷开关中的除输出端口外的一个端口连接。
优选地，所述放大单元包括：射频数控衰减器和放大模块；
放大模块对开关滤波器组件输出的信号进行增益放大，经射频数控衰减器的控制输出九倍频程超宽带发射信号。
优选地，所述放大单元包括：依次连接的第一放大器、射频数控衰减器和第二放大器。
本申请所述技术方案通过第一次变频单元、第二次变频单元、开关滤波器组件和放大单元的组合产生九倍频程超宽带发射信号；该方案结构简单、具有良好的鲁棒性，且配置成本低，便于工程实验应用。
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示出本方案所述九倍频程超宽带发射系统的示意图。
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次变频单元产生S波段到KU波段射频信号，通过开关滤波器组件及放大单元输出九倍频程信号。
如图1所示，一种九倍频程超宽带发射系统30，该发射系统30包括：第一次变频单元1、第二次变频单元2、开关滤波器组件3和放大单元4。本方案中，所述第一次变频单元1对外部P波段低频信号进行频率搬移，获得一路C波段中频信号和一路X波段中频信号；所述第二次变频单元2对产生的C波段和X波段中频信号进行再次频率搬移，产生从S波段到Ku波段射频信号；所述开关滤波器组件3对产生的S波段到Ku波段射频信号进行开关选择及滤波，实现射频信号分时段输出；
所述放大单元4对S波段到Ku波段射频信号进行放大，并输出九倍频程超宽带发射信号。
本方案中，所述第一次变频单元1包括：数控衰减器5，低通滤波器6，低频开关7，第二本振开关8，第一低频混频器9，第二低频混频器10，第一中频带通滤波器11，第二中频带通滤波器12；其中，所述数控衰减器5用于对外部输入P波段低频信号进行功率控制；所述低通滤波器6用于对滤除外部输入P波段低频信号的高次谐波；所述低频开关7用于低频频率选择；所述第二本振开关8用于第二本振频率选择；所述第一低频混频器9用于接收外部第二本振信号和滤波后的P波段低频信号，并输出C波段信号。所述第二低频混频器10用于接收外部第二本振信号和滤波后的P波段低频信号，并输出X波段信号。所述第一中频带通滤波器11用于提取C波段中频信号，并滤除带外杂散；所述第二中频带通滤波器12用于提取X波段中频信号，并滤除带外杂散；
具体的，所述数控衰减器5的第一端口用于接收外部P波段低频信号；所述数控衰减器5的第二端口与所述低通滤波器6的第一端口连接；所述低通滤波器6的第二端口与所述低频开关7的第一端口连接；所述低频开关7的第二端口与所述第一低频混频器9的第一端口连接；所述低频开关7的第三端口与所述第二低频混频器10的第一端口连接；所述第一低频混频器9的第二端口与所述第二本振开关8第二端口连接；所述第一低频混频器9的第三端口与所述第一中频带通滤波器11的第一端口连接，用于输出C波段中频信号；所述第二低频混频器10的第二端口与所述第二本振开关8第三端口连接；所述第二低频混频器10的第三端口与所述第二中频带通滤波器12的第一端口连接，用于输出X波段中频信号；所述第二本振开关8的第一端口与外部输入的第二本振连接；
本方案中，第二次变频单元2包括：第一本振开关13，第一中频混频器14，第二中频混频器15，射频开关16，其中，所述的第一本振开关13用于第一本振频率选择；所述第一中频混频器14用于接收外部第一本振信号和滤波后的C波段中频信号，并输出X波段到KU波段宽带信号。所述第二中频混频器15用于接收外部第一本振信号和滤波后的X波段中频信号，并输出S波段到C波段宽带信号；所述射频开关16用于射频频率选择。
具体的，所述第一中频混频器14的第一端口用于接收C波段中频信号；
所述第二中频混频器15的第一端口用于接收X波段中频信号；
所述第一中频混频器14的第二端口与所述第一本振开关13的第二端口连接；所述第一中频混频器14的第三端口与所述射频开关16的第二端口连接；
所述第二中频混频器15的第二端口与所述第一本振开关13的第三端口连接；所述第二中频混频器15的第三端口与所述射频开关16的第三端口连接；
所述第一本振开关13的第一端口与外部输入的第一本振连接；
所述射频开关16的第一端口分时段输出从S波段到Ku波段射频信号；
本方案，所述开关滤波器组件3包括：第一单刀八掷开关17，第一频带选择滤波器18，第二频带选择滤波器19，第三频带选择滤波器20，第四频带选择滤波器21，第五频带选择滤波器22，第六频带选择滤波器23，第七频带选择滤波器24，第八频带选择滤波器25和第二单刀八掷开关26。其中，所述的第一单刀八掷开关17的第一端口用于接收从S波段到Ku波段射频信号；所述第一单刀八掷开关17的第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口、第七端口、第八端口和第九端口分别与所述的第一频带选择滤波器18、第二频带选择滤波器19、第三频带选择滤波器20、第四频带选择滤波器21、第五频带选择滤波器22、第六频带选择滤波器23、第七频带选择滤波器24和第八频带选择滤波器25的第一端口相连接；所述第二单刀八掷开关26的第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口、第七端口、第八端口和第九端口分别与所述的第一频带选择滤波器18、第二频带选择滤波器19、第三频带选择滤波器20、第四频带选择滤波器21、第五频带选择滤波器22、第六频带选择滤波器23、第七频带选择滤波器24和第八频带选择滤波器25的第二端口相连接；所述第二单刀八掷开关26的第一端口用于输出从S波段到Ku波段射频信号；
本方案，所述放大单元4包括：第一放大器27、射频数控衰减器28和第二放大器29；对S波段到Ku波段射频信号进行放大，并输出九倍频程超宽带发射信号。
具体的，所述的第一放大器27的第一端口用于接收开关滤波器组件3输出信号；所述的第一放大器27的第二端口与所述射频数控衰减器28的第一端口连接；所述射频数控衰减器28的第二端口与所述的第二放大器29的第一端口连接；所述的第二放大器29的第二端口用于输出九倍频程射频信号。
下面通过实例对本方案作进一步说明书。
如图1所示，本实例提供了一种九倍频程超宽带发射系统30，包括数控衰减器5，低通滤波器6，低频开关7，第二本振开关8，第一低频混频器9，第二低频混频器10，第一中频带通滤波器11，第二中频带通滤波器12，第一本振开关13，第一中频混频器14，第二中频混频器15，射频开关16，第一单刀八掷开关17，第一频带选择滤波器18，第二频带选择滤波器19，第三频带选择滤波器20，第四频带选择滤波器21，第五频带选择滤波器22，第六频带选择滤波器23，第七频带选择滤波器24，第八频带选择滤波器25，第二单刀八掷开关26,第一放大器27，射频数控衰减器28和第二放大器29。
本实例中，数控衰减器5的第二端口与低通滤波器6的第一端口连接；低通滤波器6的第二端口与低频开关7的第一端口连接；低频开关7的第二端口与第一低频混频器9的第一端口连接；低频开关7的第三端口与第二低频混频器10的第一端口连接；第一低频混频器9的第二端口与第二本振开关8第二端口连接；第一低频混频器9的第三端口与第一中频带通滤波器11的第一端口连接；第二低频混频器10的第二端口与第二本振开关8第三端口连接；第二低频混频器10的第三端口与第二中频带通滤波器12的第一端口连接；第二本振开关8的第一端口与外部输入的第二本振连接；第一中频混频器14的第一端口与第一中频带通滤波器11的第二端口连接；第二中频混频器15的第一端口与第二中频带通滤波器12的第二端口连接；第一中频混频器14的第二端口与第一本振开关13的第二端口连接；第一中频混频器14的第三端口与射频开关16的第二端口连接；第二中频混频器15的第二端口与第一本振开关13的第三端口连接；第二中频混频器15的第三端口与射频开关16的第三端口连接；第一本振开关13的第一端口与外部输入的第一本振连接；第一单刀八掷开关17的第一端口与射频开关16的第一端口连接；第一单刀八掷开关17的第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口、第七端口、第八端口和第九端口分别与第一频带选择滤波器18、第二频带选择滤波器19、第三频带选择滤波器20、第四频带选择滤波器21、第五频带选择滤波器22、第六频带选择滤波器23、第七频带选择滤波器24和第八频带选择滤波器25的第一端口相连接；第二单刀八掷开关26的第二端口、第三端口、第四端口、第五端口、第六端口、第七端口、第八端口和第九端口分别与第一频带选择滤波器18、第二频带选择滤波器19、第三频带选择滤波器20、第四频带选择滤波器21、第五频带选择滤波器22、第六频带选择滤波器23、第七频带选择滤波器24和第八频带选择滤波器25的第二端口相连接；第二单刀八掷开关26的第一端口与第一放大器27的第一端口连接；第一放大器27的第二端口与射频数控衰减器28的第一端口连接；射频数控衰减器28的第二端口与第二放大器29的第一端口连接。
本实例中所述发射系统30内部包含第一次变频单元、第二次变频单元、开关滤波器组件和放大单元，通过第一次变频单元1对外部P波段低频信号进行频率搬移，获得一路C波段中频信号和一路X波段中频信号；第二次变频单元2对产生的C波段和X波段中频信号进行再次频率搬移，产生从S波段到Ku波段射频信号；开关滤波器组件3对产生的S波段到Ku波段射频信号进行开关选择及滤波，实现射频信号分时段输出；放大单元4对S波段到Ku波段射频信号进行放大，并输出九倍频程超宽带发射信号。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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)
1.一种九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，该系统包括：
第一次变频单元，对外部P波段低频信号进行频率搬移，获得一路C波段中频信号和一路X波段中频信号；
第二次变频单元，对产生的C波段和X波段中频信号进行再次频率搬移，产生从S波段到Ku波段射频信号；
开关滤波器组件，对产生的S波段到Ku波段射频信号进行开关选择及滤波，输出分时段的射频信号；
放大单元，对S波段到Ku波段射频信号进行放大，并输出九倍频程超宽带发射信号。
2.根据权利要求1所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述第一次变频单元包括：依次连接的数控衰减器、低通滤波器、低频开关和中频信号输出模块；
所述数控衰减器对外部输入的P波段低频信号进行功率控制，经低通滤波器滤除外部输入P波段低频信号的高次谐波，输入低频开关；
所述中频信号输出模块基于低频开关的控制，至少输出C波段中频信号和X波段中频信号。
3.根据权利要求2所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述中频信号输出模块包括：第一低频混频器、第二低频混频器、第二本振开关、第一中频带通滤波器和第二中频带通滤波器；
所述第一低频混频器的第一端口与低频开关的第二端口连接；所述第二低频混频器的第一端口与低频开关的第三端口连接；
所述第一低频混频器的第二端口与所述第二本振开关第二端口连接；
所述第一低频混频器的第三端口与所述第一中频带通滤波器的第一端口连接，并由第一中频带通滤波器的输出端输出C波段中频信号；
所述第二低频混频器的第二端口与所述第二本振开关第三端口连接；所述第二低频混频器的第三端口与所述第二中频带通滤波器的第一端口连接，并由第二中频带通滤波器的输出端输出X波段中频信号；
所述第二本振开关的第一端口与外部输入的第二本振连接。
4.根据权利要求2所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述第二次变频单元包括：混频模块和射频开关；
所述混频模块将接收到的C波段中频信号和X波段中频信号进行混频处理，经射频开关控制分时段输出从S波段到Ku波段射频信号。
5.根据权利要求4所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述混频模块包括：第一本振开关、第一中频混频器和第二中频混频器；
所述第一中频混频器的第一端口用于接收C波段中频信号；所述第二中频混频器的第一端口用于接收X波段中频信号；
所述第一中频混频器的第二端口与所述第一本振开关的第二端口连接；所述第一中频混频器的第三端口与所述射频开关的第二端口连接；
所述第二中频混频器的第二端口与所述第一本振开关的第三端口连接；所述第二中频混频器的第三端口与所述射频开关的第三端口连接；
所述第一本振开关的第一端口与外部输入的第一本振连接。
6.根据权利要求1所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述开关滤波器组件包括：第一单刀多掷开关、频带滤波模块和第二单刀多掷开关；
所述第一单刀多掷开关选择输出频率的通道，经频带滤波模块滤除带外杂散信号，并分时提取多种不同频段的信号。
7.根据权利要求6所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述频带滤波模块包括：八个频带选择滤波器；
每个频带选择滤波器的第一端口分别与第一单刀多掷开关中的除输入端口外的一个端口连接；每个频带选择滤波器的第二端口分别与第二单刀多掷开关中的除输出端口外的一个端口连接。
8.根据权利要求1所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述放大单元包括：射频数控衰减器和放大模块；
放大模块对开关滤波器组件输出的信号进行增益放大，经射频数控衰减器的控制输出九倍频程超宽带发射信号。
9.根据权利要求8所述的九倍频程超宽带发射系统，其特征在于，所述放大单元包括：依次连接的第一放大器、射频数控衰减器和第二放大器。
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