CN112332873B - 一种宽带功分滤波组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带功分滤波组件，包括组件盒体、微波器件、视频连接器、射频连接器和印制板，其中组件盒体用于提供微波信号的结构传输通道；微波器件包括放大器、功分器、衰减器和滤波器，用于对微薄信号进行相应功能的信号处理；视频连接器用于提供组件内器件所需的视频信号；射频连接器用于完成微波信号的输入与输出，用于连接第一路本振信号和第二路本振信号；印制板用于微波信号的传输；第一路本振信号和第二路本振信号采用同一印制板分层传输。本发明的宽带功分滤波组件能够实现两路本振信号的放大和等功率分配，完成中频回送信号抗混叠滤波，输出信号具有较小的带内幅度波动和较高的隔离度，性能稳定，可靠性高。

Description

一种宽带功分滤波组件

技术领域

本发明涉及微波器件技术领域。更具体地，涉及一种宽带功分滤波组件。

背景技术

数字收发组件是数字阵列雷达的重要组成部分，用于对射频信号进行变频放大，并对回波信号进行处理，从而验证雷达的整机性能。数字收发组件的性能指标直接影响雷达的性能、威力和造价。通常一部数字阵列雷达都由几十甚至数百个数字收发组件组成，故在批量生产数字收发组件时，需要对数字收发组件多个发射通道指标(如发射功率、杂散抑制、谐波抑制、本振抑制、脉冲顶降、发射通道隔离度)和多个接收通道指标(如接收增益、衰减器控制范围和精度、接收带宽、镜像频率抑制、瞬时动态范围、接收通道隔离度)等多项指标进行测量，以此来验证和评估数字收发组件的功能和性能指标是否满足雷达系统的要求。

宽带功分滤波组件属于数字接收组件的一部分，用于完成对接收到的回波信号进行抗混叠滤波，并产生宽带本振信号完成信号混频。在射频微波系统中，为了将功率按一定的比例分成两路或多路，需要使用功率分配器，例如对相控阵雷达，要将发射机功率分配到各个发射单元去；多路中继通信机要将本地振荡源功率分到收发混频电路中去。所以，功分滤波组件的应用相当广泛，并且它的性能将影响整个系统的通信质量。

现有技术中，常见的功分组件比较单一，只完成一种本振信号放大功分，并且本振信号频带较窄，难以满足日益复杂的雷达目标探测需求。另外，功分滤波组件由于其工作频率高、工作频带宽，且信号多样，信号隔离度和幅度一致性较难保证。

因此，需要提供一种满足需求的宽带功分滤波组件。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种宽带功分滤波组件，用于完成两种本振信号的等功率分配，对本振信号进行放大、具有较小的带内幅度波动，保证信号隔离和路间隔离，对中频信号的抗混叠滤波。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种宽带功分滤波组件，该宽带功分滤波组件包括组件盒体、微波器件、视频连接器、射频连接器和印制板，其中

组件盒体作为微波器件、视频连接器、印制板和射频连接器的支撑载体，并提供微波信号的结构传输通道；

微波器件包括放大器、功分器、衰减器和滤波器，用于对微薄信号进行相应功能的信号处理，其中放大器用于放大微波信号，功分器用于将微波信号进行一分为二的等功率分配，衰减器用于对微波信号进行幅度调节，及滤波器用于对微波信号进行滤波；

视频连接器用于提供组件内器件所需的视频信号；

射频连接器用于完成微波信号的输入与输出，用于连接第一路本振信号和第二路本振信号；及

印制板作为微波信号和视频信号的载体，用于微波信号的传输；

其中，第一路本振信号和第二路本振信号采用同一印制板分层传输。

可选地，第二路本振信号输出端还包括低通滤波器，低通滤波器被配置为隔离第一路本振信号和第二路本振信号。

可选地，印制板上还设置有金属压块，金属压块用于隔离第一路本振信号和第二路本振信号。

进一步可选地，金属压块通过螺钉装配于印制板上。

可选地，第一路本振信号和第二路本振信号电源隔离。

可选地，功分器为威尔金森功分器。

可选地，宽带功分滤波组件采用微标贴工艺，其中，微波器件焊接在组件盒体上，印制板通过螺钉固定在组件盒体内测，视频连接器通过螺钉固定在组件盒体正面侧壁上并与印制板相连。

可选地，视频信号通过视频连接器传输至印制板，并在印制板中分层传输至相应的微波器件和各输出端以实现对微波器件的控制和视频信号输出。

可选地，第一路本振信号和第二路本振信号通过射频连接器传输至组件宽带功分滤波内部，依次通过放大器和功分器进行放大及一分为二等功率分配，然后再次通过射频连接器输出。

可选地，中频信号被配置为通过射频连接器由本振信号输出端传输至宽带功分滤波组件内部，经过滤波器，然后由本振信号输入端传输至宽带功分滤波组件外部。

可选地，组件盒体采用5A06铝合金材料。

可选地，印制板具有共面波导结构。

可选地，第一路本振信号频率为6GHz～12GHz，所述第二路本振信号频率为6GHz。

本发明的有益效果如下：

本发明公开了一种宽带功分滤波组件，该宽带功分滤波组件包括组件盒体、微波器件、视频连接器、射频连接器和印制板，其中组件盒体作为微波器件、视频连接器、印制板和射频连接器的支撑载体，并提供微波信号的结构传输通道；微波器件包括放大器、功分器、衰减器和滤波器，用于对微薄信号进行相应功能的信号处理，其中放大器用于放大微波信号，功分器用于将微波信号进行一分为二的等功率分配，衰减器用于对微波信号进行幅度调节，及滤波器用于对微波信号进行滤波；视频连接器用于提供组件内器件所需的视频信号；射频连接器用于完成微波信号的输入与输出，用于连接第一路本振信号和第二路本振信号；及印制板作为微波信号和视频信号的载体，用于微波信号的传输；其中，第一路本振信号和第二路本振信号采用同一印制板分层传输。本发明的宽带功分滤波组件能够实现两路本振信号的放大和等功率分配，完成中频回送信号抗混叠滤波，输出信号具有较小的带内幅度波动和较高的隔离度，性能稳定，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明中一种宽带功分滤波组件结构示意图。

图2示出本发明中一种宽带功分滤波组件的微波器件连接示意图。

图3示出本发明中一本振信号经过射频连接器输入组件的流程示意图。

图4示出本发明中二本振信号经过射频连接器输入组件的流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的属于“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的气体步骤或单元。

功分滤波组件由于其工作频率高、工作频带宽，且信号多样，信号隔离度和幅度一致性较难保证。本发明的目的在于提供一种宽带功分滤波组件，用于完成两种本振信号的等功率分配，对本振信号进行放大、具有较小的带内幅度波动，保证信号隔离和路间隔离，对中频信号的抗混叠滤波。

如图1所示，本发明实施例公开一种宽带功分滤波组件，该宽带功分滤波组件包括组件盒体、微波器件、视频连接器、射频连接器和印制板，其中组件盒体作为微波器件、视频连接器、印制板和射频连接器的支撑载体，并提供微波信号的结构传输通道；微波器件包括放大器、功分器、衰减器和滤波器，用于对微薄信号进行相应功能的信号处理，其中放大器用于放大微波信号，功分器用于将微波信号进行一分为二的等功率分配，衰减器用于对微波信号进行幅度调节，及滤波器用于对微波信号进行滤波；视频连接器用于提供组件内器件所需的视频信号；射频连接器用于完成微波信号的输入与输出，用于连接第一路本振信号和第二路本振信号；及印制板作为微波信号和视频信号的载体，用于微波信号的传输。第一路本振信号和第二路本振信号采用同一印制板分层传输。

本发明实施例中，组件盒体用5A06铝合金材料加工而成，作为微波器件、视频连接器、印制板的结构支撑载体，并提供微波信号的结构传输通道；微波器件用于对微波信号进行相应功能的信号处理，其中：放大器用于将微弱的微波信号进行放大，威尔金森功分器用于将微波信号进行一分为二的等功率分配，衰减器用于对微波信号的进行幅度调节；视频连接器用于提供组件内器件所需的视频信号；射频连接器完成微波信号的输入与输出；印制板作为微波信号和视频信号传输的主要载体，采用共面波导结构用于微波信号的传输。

在可选实施例中，第二路本振信号输出端还包括低通滤波器，低通滤波器被配置为隔离第一路本振信号和第二路本振信号。

在可选实施例中，印制板上还设置有金属压块，金属压块用于隔离第一路本振信号和第二路本振信号。例如，金属压块通过螺钉装配于印制板上。

在可选实施例中，第一路本振信号和第二路本振信号电源隔离。

在本发明实施例中，第一路本振信号频率为6GHz～12GHz，所述第二路本振信号频率为6GHz。功分器为威尔金森功分器。印制板具有共面波导结构。

现有技术中，对于多信号传输，为了保证信号之间隔离而选择将信号完全分开设计，这种思路会导致组件尺寸较大，集成度不高和空间浪费。本发明中的宽带功分滤波组件则通过以下四点，该组件实现了高集成、小型化、高隔离度。

1、第一路本振信号与第二路本振信号采用同一印制板分层传输，通过器件合理排布和分腔，较大节约组件体积和重量，实现组件高集成度和小型化。

2、在第二路振信号(6GHz)输出口增加低通滤波器，提高第一路和第二路本振信号之间隔离度。

3、在印制板上表面安装金属压块，隔离距离较近信号，增强印制板接地性能，减小信号回路，降低信号之间的相互串扰，避免组件自激发生的同时，提高第一路和第二路本振信号隔离度。

4、第一路和第二路本振电源隔离，防止射频信号通过电源串扰，提高第一路和第二路本振信号隔离度。

具体可选地，宽带功分滤波组件采用微标贴工艺，其中，微波器件焊接在组件盒体上，印制板通过螺钉固定在组件盒体内测，视频连接器通过螺钉固定在组件盒体正面侧壁上并与印制板相连。

本发明能够实现一路(6GHz-12GHz)本振信号和一路(6GHz)本振信号的放大和等功率分配，输出信号具有较小的带内幅度波动和较高的隔离度，性能稳定，可靠性高。

如图2所示，在一个具体示例中，一种宽带功分滤波组件100包括第一路本振信号传出路径1001和第二路本振信号传输路径1002，其中第一路本振信号频率为6GHz～12GHz，所述第二路本振信号频率为6GHz。

具体地第一路本振信号依次经过第一放大器1、第一功分器2、第一功分器3、第一衰减器4、第一放大器5、第一功分器6和第一衰减器6。第二路本振信号依次经过第二放大器1、第二功分器2、第二功分器3、第二放大器4、第二衰减器5、第二功分器6、第二滤波器7和第一衰减器6。

本发明实施例中，视频信号通过视频连接器传输至印制板，并在印制板中分层传输至相应的微波器件和各输出端以实现对微波器件的控制和视频信号输出。第一路本振信号和第二路本振信号通过射频连接器传输至组件宽带功分滤波内部，依次通过放大器和功分器进行放大及一分为二等功率分配，然后再次通过射频连接器输出。中频信号被配置为通过射频连接器由本振信号输出端传输至宽带功分滤波组件内部，经过滤波器，然后由本振信号输入端传输至宽带功分滤波组件外部。

具体地，工作时，视频信号通过视频连接器传输至印制板，并在印制板中分层传输至相应的微波器件和各输出端，实现对微波器件的控制和视频信号输出；两路本振信号通过射频连接器传输至组件内部，依次通过放大器放大、功分器一分为二等功率分配，最后再次通过射频连接器输出。中频信号通过射频连接器由本振信号输出端传输至组件内部，经过滤波器，最后由本振信号输入端传输至组件外部。

如图3、4所示，在一个具体实例中，两路本振信号根据需要，可实现六路等功率信号输出，中频信号通过滤波器和衰减器，完成中频信号回送，各个信号之间保证高隔离度。

放大器包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器和第四放大器，功分器为威尔金森功分器且包括：第一功分器、第二功分器、第三功分器、第四功分器、第五功分器和第六功分器，衰减器包括第一衰减器、第二衰减器和第三衰减器，第一放大器、第二放大器、第三放大器和第四放大器为同一种放大器，第一功分器、第二功分器、第三功分器、第四功分器、第五功分器和第六功分器为同一种功分器，衰减器包括第一衰减器、第二衰减器和第三衰减器为同一种衰减器。

具体地，第一放大器输入端接收第一路本振信号且输出端与第一功分器输入端连接，第一功分器输出端连接与第二功分器输入端连接，第二功分器输出端连接与第一衰减器输入端连接，第一衰减器输出端连接与第二放大器输入端连接，第二放大器输出端连接与第三功分器输入端连接，第三功分器输出端与第二衰减器输入端连接，第二衰减器输出端输出第一路本振信号；第三放大器输入端接收第二路本振信号且输出端与第四功分器输入端连接，第四功分器输出端连接与第五功分器输入端连接，第五功分器输出端连接与第四放大器输入端连接，第四放大器输出端连接与第三衰减器输入端连接，第三衰减器输出端连接与第六功分器输入端连接，第六功分器输出端与滤波器输入端连接，滤波器输出端与第二衰减器输入端连接，第二衰减器输出端输出第二路本振信号。第一功分器和第二功分器之间设置有均衡器，第四功分器和第五功分器之间也设置有均衡器，均衡器为非器件的微带均衡。

如图3所示，一本振信号经过射频连接器输入组件，通过第一放大器对信号进行线性放大，经过第一功分器和第二功分器对一本振信号进行四路功分。其中三路经过均衡器，通过调节均衡器，实现信号输出幅度波动较小，经过第二放大器对一本振信号再次线性放大，以满足组件输出功率要求，再经过第三功分器再次功分，输出六路一本振信号，第四路接匹配负载，与第二功分器2输出端口匹配。

如图4所示，二本振信号经过射频连接器输入组件，通过第三放大器对信号进行线性放大，经过第四功分器和第五功分器对二本振信号进行四路功分。其中三路经过均衡器，通过调节均衡器，实现信号输出幅度波动较小，经过第四放大器对二本振信号再次线性放大，以满足组件输出功率要求，再经过第六功分器再次功分，输出六路二本振信号，第四路接匹配负载，与第四功分器输出端口匹配。

由上可知，两路本振信号根据需要，实现了六路等功率信号输出。

已经结合作为示例的不同实施方式以及实现形式描述了本发明。然而，本领域技术人员根据对附图、本公开以及独立权利要求的学习通过实践所要求保护的发明能够理解和实现其他变型。在权利要求书及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，且未加以数量限定的情况并不排除多个。单个元件或其他单元可以完成权利要求书中所陈述的若干实体或项的功能。在互不相同的从属权利要求中所陈述的某些措施这一事实并不意味着在有益实现形式中不能使用这些措施的组合。

尽管本公开内容描述了具有特定顺序的步骤的方法和过程，但是适当时可以省略或改变方法和过程中的一个或更多个步骤。适当时一个或更多个步骤可以以除它们被描述的顺序之外的顺序进行。

虽然至少部分地在方法方面描述了本公开内容，但是本领域普通技术人员将理解，本公开内容还涉及用于执行所描述的方法的方面和特征中的至少一些方面和特征的各种部件，通过硬件部件、软件或两者的任何组合成为上述部件。因此，本公开内容的技术方案可以被实施为软件产品的形式。合适的软件产品可以存储在预先记录的存储装置或者其他类似的非易失性或非暂态计算机可读介质中，包括例如DVD、CD-ROM、USB闪存盘、可移动硬盘或其他存储介质。软件产品包括确切地存储在其上的指令，其使得处理装置(例如，个人计算机、服务器或网络装置)能够执行本文公开的方法的示例。

在不脱离权利要求的主题的情况下，本公开内容可以以其他具体形式实施。所描述的示例实施方式在所有方面都被认为是仅说明性的而不是限制性的。可以组合来自一个或更多个上述实施方式的选定特征以创建未明确描述的替选实施方式，适合于这样的组合的特征可以被理解为在本公开内容的范围内。

还公开了所公开范围内的所有值和子范围。此外，虽然本文公开和示出的系统、装置和过程可以包括特定数量的元件/部件，但是可以修改这些系统、装置和组件以包括另外的或较少的这样的元件/部件。例如，虽然所公开的元件/部件中的任一个可以被称为单数，但是本文公开的实施方式可以被修改为包括多个这样的元件/部件。本文所述的主题旨在涵盖和包含所有合适的技术改变。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种宽带功分滤波组件，其特征在于，所述宽带功分滤波组件包括组件盒体、微波器件、视频连接器、射频连接器和印制板，其中

所述组件盒体作为所述微波器件、所述视频连接器、所述印制板和所述射频连接器的支撑载体，并提供微波信号的结构传输通道；

所述微波器件包括放大器、功分器、衰减器和滤波器，用于对所述微波信号进行相应功能的信号处理，其中所述放大器用于放大所述微波信号，所述功分器用于将所述微波信号进行一分为二的等功率分配，所述衰减器用于对所述微波信号进行幅度调节，及所述滤波器用于对所述微波信号进行滤波；

所述视频连接器用于提供组件内器件所需的视频信号；

所述射频连接器用于完成所述微波信号的输入与输出，用于连接第一路本振信号和第二路本振信号；及

所述印制板作为所述微波信号和所述视频信号的载体，用于所述微波信号的传输；

其中，所述第一路本振信号和所述第二路本振信号采用同一印制板分层传输，所述第一路本振信号和所述第二路本振信号通过所述射频连接器传输至所述宽带功分滤波组件内部，依次通过放大器和所述功分器进行放大及一分为二等功率分配，然后再次通过所述射频连接器输出。

2.根据权利要求1所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，所述第二路本振信号输出端还包括低通滤波器，所述低通滤波器被配置为隔离所述第一路本振信号和所述第二路本振信号。

3.根据权利要求1所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，所述印制板上还设置有金属压块，所述金属压块用于隔离所述第一路本振信号和所述第二路本振信号。

4.根据权利要求3所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，所述金属压块通过螺钉装配于所述印制板上。

5.根据权利要求1所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，所述第一路本振信号和所述第二路本振信号电源隔离。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，所述功分器为威尔金森功分器。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，所述宽带功分滤波组件采用微标贴工艺，其中，所述微波器件焊接在所述组件盒体上，所述印制板通过螺钉固定在所述组件盒体内测，所述视频连接器通过螺钉固定在所述组件盒体正面侧壁上并与所述印制板相连。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，所述视频信号通过所述视频连接器传输至所述印制板，并在所述印制板中分层传输至相应的微波器件和各输出端以实现对微波器件的控制和视频信号输出。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的宽带功分滤波组件，其特征在于，中频信号被配置为通过所述射频连接器由本振信号输出端传输至所述宽带功分滤波组件内部，经过所述滤波器，然后由本振信号输入端传输至所述宽带功分滤波组件外部。

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