CN113225021B - 超宽带恒温下变频器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种超宽带恒温下变频器，能够将200MHz～12GHz射频信号下变频至1.2GHz±250MHz的中频信号。本发明通过下述技术方案实现：控制单元收集各个功能单元的状态，并下发给各个功能单元；频综单元根据控制单元下发的频率，产生本设备需要的本振信号LO；接收信道单元将频综单元变频器本振源产生的本振信号LO与外部高低频段射频信号RF进行频谱混频、预选器组滤波和放大处理，通过至少两级频率转换，在FPGA控制下，下变频到中频信号，散热单元根据控制单元下发的控制命令，对本设备进行散热降温处理，使变频器在恒定的温度范围内工作。

Description

超宽带恒温下变频器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种可应用于超宽带系统的高性能(接收频带宽、耐功率、高幅频特性)超宽带恒温下变频器。

背景技术

随着电子技术的迅猛发展，需要侦收的信号频带越来越宽。在雷达、扫描接收器等传统宽带射频应用中，单个接收器链路通常不够宽，不能覆盖整个有用带宽，人们常常使用多个并联信号链路来模拟单个宽带接收器链路，这导致费用和复杂性较高、设计时间较长。宽带接收系统作为获取信息的设备前端，不但具有宽瞬时带宽、高灵敏度及大动态范围等特点，近年在军事侦查中得到广泛应用。

在对全频段空间无线电信号识别系统的下行信号链路中，天线馈源接收200MHz～12GHz射频信号，经低噪声放大器放大后，经光端机传输送下变频器，将射频信号下变频到中频1.2GHz，再经过识别设备处理后得到空间信号的数据。下变频器作为全频段空间无线电信号识别系统下行链路的关键设备，其性能的好坏直接影响到下行接收链路的性能指标。

在对输入200MHz～12GHz射频信号下变频到中频1.2GHz的时候，由于变频器接收频段跨越了多个倍频程，信号的杂散干扰会非常严重；同时，在输入信号具有较宽带宽时，经过宽带变频器后的信号平坦度指标，也是一个很难保证的技术难点。在全频段空间无线电信号识别系统的项目建设上，急需研制具有超宽带频率范围接收、杂散抑制及平坦度指标控制较好的下变频器。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处,提供一种能够将200MHz～12GHz射频信号变频为1.2GHz±250MHz的中频信号的超宽带下变频器，以实现全频段空间无线电信号识别系统下行链路对200MHz～12GHz射频信号下变频的需求，同时满足杂散抑制及增益平坦度等技术要求。

本发明解决其上述技术问题所采用的技术方案是：一种超宽带恒温下变频器，包括：连接了接收信道单元、频综单元和将来自外部220V交流电转换成直流，为上变频器内所有电路上的功能单元供电的 AC/DC电源单元，以及散热单元和控制本控/远控的控制单元,其中，频综单元包括：100MHz高稳恒温晶振产生模块通过功分器G1功分为两支路，功分器功G2～G3分别相连的LO1产生模块、LO2产生模块和LO3产生模块、LO4产生模块；接收信道单元包括：射频部分的DC/DC电源、FPGA控制板226，顺次串联连接第一频段切换开关213的限幅器211、衰减器212，其特征在于；基于FPGA、以并行多相滤波结构，采用连接了接收信道单元、频综单元、AC/DC电源单元、散热单元、控制单元组成超宽带恒温下变频器,其中，控制单元收集各个功能单元的状态，对本分控、工作频率、衰减值、中频带宽参数进行配置配置和电平分配并下发给各个功能单元；频综单元根据控制单元下发的频率，以及来自内参考时钟或外部参考时钟输入的参考信号，产生本设备需要的本振信号LO，并将本振信号LO送入接收信道单元，同时输出4路本振监测信号，对输入射频信号进行分段变频，高低频段采用不同的混频器、滤波器和二次变频；外部输入的射频信号200MHz～12GHz依次通过限幅器211限幅，经衰减器212阻带衰减送入第一频段切换开关213，将输入射频分段变频为低频段200MHz～2GHz，高频段为2GHz～12GHz；接收信道单元通过第一频段切换开关213分两路，第一频段切换开关213的一端支路顺次串联的低频段放大器214、低频段预选组件215、第一低频段段混频器216、低频段一中频滤波器217、第二低频段混频器218和第二频段切换开关224，第一频段切换开关213的另一端端支路顺次串联的高频段放大器219、高频段预选组件220、第一高频段混频器221、高频段一中频滤波器222和第二高频段混频器223，组成连接第二频段切换开关224的低频段变频支路和高频段变频支路的并联回路，中频部分的第二频段切换开关224输出端相连的二中频滤波器225，输出500MHz/200MHz/100MHz中频信号；接收信道单元根据控制单元下发的频率信息，将频综单元变频器本振源产生的本振信号LO与外部高低频段射频信号RF进行频谱混频、预选器组滤波和放大处理，通过至少两级频率转换，在现场可编程门阵列FPGA4线SPE控制下，低频率器件和现场可编程门阵列FPGA协同工作，运用两次变频和一次多相滤波的方式，完成宽带频谱的搬移，采用并行处理的方式，将200MHz～12GHz射频信号超宽带下变频到1.2GHz±250MHz中频信号，实现全频段空间无线电信号识别系统下行链路对200MHz～12GHz射频信号下变频更宽的总带宽；散热单元则根据控制单元下发的控制命令，对本设备进行散热降温处理，使变频器在恒定的温度范围内工作。

本发明相对现技术具有的有益效果是：

本发明基于FPGA、以并行多相滤波结构，采用连接了接收信道单元、频综单元、AC/DC电源单元、散热单元、控制单元组成的超宽带恒温下变频器,FPGA这种布局大大减少了进入混频器的杂散频率，最大程度减少需要的外部组件的数量。同时，允许该部件与外部低成本、低频率的器件和现场可编程门阵列FPGA协同工作，可在极宽的输入带宽上提供高性能。此外，该器件也支持其他应用，如卫星和地面接收站宽带通信链路、安全通信无线电、RF测试设备和雷达系统。具备灵活的电源，AC/DC电源单元将外部220V交流电转换成+12V直流，供设备内所述控制单元、频综单元和散热单元供电；具有大动态频率范围接收，信号频率在200MHz～12GHz超宽带范围内，均可适用此下变频器变频到中频1.2GHz±250MHz。

本发明采用控制单元收集各个功能单元的状态，对本分控、工作频率、衰减值、中频带宽等参数进行配置并下发给各个功能单元；通过合理的频率配置和电平分配,减小了混频非线性导致的组合频率干扰,降低了输出杂散。通过在射频输入端增加限幅器，限幅输出12dBm，承受连续波功率30dBm，该限幅器可以很好保护后端射频链路器件承受大功率，可以有效的满足宽带下变频器在输入功率1W以下不损坏。在输入功率1W以下不损坏，具备抗烧毁能力。散热单元根据控制单元下发的控制命令，对本设备进行散热降温处理，降低了下变频温度，提高了解决方案成本并简化设计。用于宽带下变频器的增益控制采用数控衰减器，控制范围可以达到60dB，衰减步进0.5dB，达到了调整链路增益避免下级链路饱和。

本发明采用频综单元根据控制单元下发的频率，以及来自内参考时钟或外部参考时钟输入的参考信号，产生本设备需要的本振信号LO；通过对输入射频信号进行分段变频，高低频段采用不同的混频器、滤波器和二次变频,无频谱倒置,通过本振的二次变频方式，提高了增益平坦度、杂波抑制等技术指标和实时处理速度。混频器采用并行方式，运算处理速度得到大大提高。

本发明采用接收信道单元根据控制单元下发的频率信息，以远大于低通采样率进行采样，将频综单元变频器本振源产生的本振信号LO与外部高低频段射频信号RF进行镜像频谱混频、预选器组滤波和放大处理，通过至少两级频率转换，将射频信号RF信号升频转换至中频信号，经过预选器滤波，运用LO、FPGA注入和进一步对信号进行滤波和处理，可实现带宽在500MHz以内的射频信号下变频到中频1.2GHz信号，同时满足增益平坦度在±0.7dB的技术指标。在对以上放大器、预选组件、混频器和滤波器的选型时重点考虑平坦度指标，通过对输入射频信号进行分段变频，高低频段采用不同的混频器、滤波器，通过二次变频方案，提高了增益平坦度、杂波抑制等技术指标。保证了带内平坦度优于±0.7dB（500MHz带宽），满足指标要求。

本发明在现场可编程门阵列FPGA控制下，将200MHz～12GHz射频信号变频为1.2GHz±250MHz的中频信号，结合FPGA的实现特点，运用两次变频和一次多相滤波的方式，完成了宽带频谱的搬移，实现全频段空间无线电信号识别系统下行链路对200MHz～12GHz射频信号下变频更宽的总带宽的需求。采用并行处理的方式提高了处理的实时性，下变频处理几乎不消耗FPGA内部资源，而且不引入变频后产生的杂散。能够提高下变频器的输入数据流速率和数据带宽，经实际上板测试证明，FPGA电路运行状态稳定可靠，通过多相滤波的高效结构减少了运算量，节省了大量的FPGA资源，降低了板卡的功耗，具有较强的工程可实现性。

本发明预选组件采用亚倍频分段方式，根据不同的输入射频，选择对应的滤波器通带，减小了谐杂波干扰，从而实现了200MH～12GHz超宽带大动态接收范围；高频段混频器选用双平衡结构混频器，本振与射频间隔离度为30dB,对组合杂散有很好的抑制能力。高频段一中频滤波器222采用MEMS结构滤波器，其对应一中频滤波器频率为25.5GHz，带宽＞0.2GHz，该滤波器对2*RF频率抑制≥35dBc，对RF频率抑制≥50dBc，通过两级级联可以很好的抑制射频及射频谐波的隔离，中频抑制在80dBc以上。

超宽带下变频器实现的主要技术指标如下：输入频率：200MHz～12GHz；输出频率：1.2GHz±250MHz,输出频谱不倒置；增益：≥30dB;衰减控制：60dB,1dB步进；镜频抑制：≥70dBc；中频抑制：≥60dBc；带内平坦度：≤±0.7dB(500MHz带宽)；本振相位噪声≤-48dBc/Hz@10Hz，≤-63dBc/Hz@100Hz，≤-73dBc/Hz@1KHz,≤-83dBc/Hz@10KHz,≤-93dBc/Hz@100KHz。

附图说明

图1是本发明超宽带恒温下变频器组成框图。

图2是图1接收信道单元的电路原理框图。

图3是图1中频综单元结构框图。

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的优选实施例中，一种超宽带自降温下变频器，包括：连接了接收信道单元、频综单元、AC/DC电源单元、散热单元、控制单元,其特征在于；AC/DC电源单元将外部220V交流电转换成+12V直流，供设备内所述控制单元、频综单元和散热单元供电；控制单元收集各个功能单元的状态，对本分控、工作频率、衰减值、中频带宽等参数进行配置并下发给各个功能单元；频综单元根据控制单元下发的频率，以及来自内参考时钟或外部参考时钟输入的参考信号，产生本设备需要的本振信号LO；接收信道单元根据控制单元下发的频率信息，将频综单元变频器本振源产生的本振信号LO与外部高低频段射频信号RF进行镜像频谱混频、预选器组滤波和放大处理，通过至少两级频率转换，在现场可编程门阵列FPGA控制下，下变频到1.2GHz±250MHz中频信号，散热单元在则根据控制单元下发的控制命令，对本设备进行散热降温处理，使变频器在恒定的温度范围内工作。

参阅图2。接收信道单元包括：射频部分的DC/DC电源、FPGA控制板226，顺次串联连接第一频段切换开关213的限幅器211、衰减器212，通过第一频段切换开关213的一端支路顺次串联的低频段放大器214、低频段预选组件215、第一低低频段混频器216、低频段一中频滤波器217、第二低频段混频器218和第二频段切换开关224，通过第一频段切换开关213的另一端端支路顺次串联的高频段放大器219、高频段预选组件220、第一高频段混频器221、高频段一中频滤波器222和第二高频段混频器223，以及中频部分第二频段切换开关224输出端相连的二中频滤波器225。其中，限幅器211用于对外部200MHz～12GHz射频输入信号进行限幅，防止信号过大损坏后端设备，起到耐功率的作用；衰减器212用于对经过限幅器输出后的射频信号进行衰减；外部输入的射频信号200MHz～12GHz依次通过限幅器211限幅，经衰减器212阻带衰减送入第一频段切换开关213，将输入射频分段变频为低频段200MHz～2GHz，高频段为2GHz～12GHz；在200MHz～2GHz范围内，FPGA控制板控制第一频段切换开关213，将输出射频信号送入低频段放大器214滤除带外干扰以及杂散信号，消除镜像干扰，分辨出有用信号并放大，通过输入端将低频放大信号输入低频段预选组件215改善预选组件中的放大器的线性度，通过第一低频段混频器216与本振信号LO1混频为复信号，把该信号混频到零中频，经低频段一中频滤波器217滤波送入第二低频段混频器218与本振信号LO2混频，通过第二低频段混频器218输出端送第二频段切换开关224；第一频段切换开关213根据FPGA控制板选择将射频信号送到不同的变频通道，当输入射频信号在200MHz～2GHz范围内，频段切换开关213输出射频到低频段变频通道，当输入射频信号在2GHz～12GHz范围内，频段切换开关213输出射频到高频段变频通道；低频段放大器214用于对频段切换开关213切换后的射频信号进行放大；低频段预选组件215根据射频频率选择不同的滤波器通带，减小了谐杂波干扰；预选组件215输出的射频信号经过低频段的第一低频段混频器216与本振信号LO1混频生成一中频信号；一中频滤波器217对混频器输出的一中频信号进行滤波；第二低频段混频器218将一中频信号与二本振L02进行变频，输出1.2GHz中频信号送切换开关224；二中频滤波器225对切换开关224输出的中频信号进行滤波。

第一频段切换开关213另一支路顺次串联的高频通道的放大器219、预选组件220、第一高频段混频器221、高频段一中频滤波器222和第二高频段混频器223、原理同上。FPGA控制对接收单元内衰减器212、滤波器带宽225、切换开关213和切换开关22等进行控制。

当外部输入射频信号在2GHz～12GHz范围内，FPGA控制板控制频段切换开关213，选择连接高频段放大器219，依次通过高频段预选组件220、第一高频段混频器221、高频段一中频滤波器222、第二高频段混频器223输出端送频段切换开关224；频段切换开关224的输出端送中频滤波器225进行滤波和放大，输出宽带下变频器的中频信号1.2GHz±250MHz。

需要说明的是，限幅器211可承受连续波功率30dBm，限幅输出12dBm，该限幅器可以很好保护后端射频链路器件承受大功率，可以有效的满足宽带下变频器在输入功率1W以下不损坏；衰减器212为数控衰减器，用于宽带下变频器的增益控制，控制范围可以达到60dB，衰减步进0.5dB，达到了调整链路增益避免下级链路饱和。低频段预选组件215、高频段预选组件220采用亚倍频分段方式，根据不同的输入射频，选择对应的滤波器通带，减小了谐杂波干扰，从而实现了200MH～12GHz超宽带大动态接收范围；第一高频段混频器221、第二高频段混频器223选用双平衡结构混频器，本振与射频间隔离度为30dB,对组合杂散有很好的抑制能力。高频段一中频滤波器222采用MEMS结构滤波器，其对应一中频滤波器频率为25.5GHz，带宽＞0.2GHz，该滤波器对2*RF频率抑制≥35dBc，对RF频率抑制≥50dBc，通过两级级联可以很好的抑制射频及射频谐波的隔离，中频抑制在80dBc以上。

参阅图3。频综单元包括：100MHz高稳恒温晶振产生模块通过功分器G1功分为两支路，功分器G2～G3分别相连的LO1产生模块、LO2产生模块和LO3产生模块、LO4产生模块。

高稳恒温晶振模块根据外参考时钟提供的100MHz参考信号后，外部输入参考时钟10MHz经过5倍频输出50MHz频率，滤波器Z1对输入的50MHz频率进行滤波处理, 处理后的信号经过一级放大器A1对50MHz频率进行放大处理，放大后的信号经2倍频输出100MHz频率,滤波器Z2对输入的100MHz频率进行滤波处理,经二级放大器A2，生成100MHz高稳恒温晶振做为后端本振锁相环的参考时钟；产生的参考时钟通过功分器G1将生成的100MHz高稳恒温晶振功分输出,功分为两条支路，功分器G2对功分器G1输出的信号进行功分，将时钟参考信号送本振L01产生模块和本振LO2产生模块；功分器G3对功分器G1输出的信号进行功分，将时钟参考信号送本振L03产生模块和本振LO4产生模块。

本振L01产生模块和本振L02产生模块采用单锁相环方式的锁相环PLL1和PLL2，100MHz参考时钟经锁相环PLL1后在经过滤波器Z3、放大器A3、滤波器Z4，生成LO1的频率范围为：4.6GHz～6.4GHz；本振L02产生过程一致，生成LO2的频率为：5.6GHz。

本振L03产生模块和本振L04产生模块采用单锁相环+倍频方式，100MHz参考时钟经锁相环PLL3通过顺次串联的滤波器Z8、压控振荡器VCO1送入功分器G4，功分器G4并联放大器A7，通过滤波器Z13形成并联回路反馈至送锁相环PLL3，然后通过顺次串联的滤波器Z9、放大器A5、滤波器Z10、2倍频、滤波器Z11、放大器A6和滤波器Z12, 输出频率范围为：27.5GHz～37.5GHz；LO4的频率为：26.7GHz。LO4产生流程与LO3一致。

功分器G1产生的100MHz高稳恒温晶振相位噪声为：≤﹣100dBc/Hz@10Hz、≤﹣125dBc/Hz@100Hz、≤﹣155dBc/Hz@1KHz、≤﹣163dBc/Hz@10KHz、≤﹣165dBc/Hz@100KHz。本振L01产生模块和L02产生模块采用单锁相环频率合成器方式实现锁相，本振LO3产生模块和LO4产生模块采用单锁相环PLL+倍频方式实现锁相。

需要说明的是，100MHz高稳恒温晶振模块包括5倍频、2倍频、滤波器Z1～Z2、放大器A1～A2、功分器G1；当外部没有时钟参考输入，内参考采用100MHz高稳恒温晶振；当外部参考时钟10MHz输入时，经过5倍频输出50MHz频率，滤波器Z1用于对输入的50MHz频率进行滤波处理；处理后的信号经过放大器A1，对50MHz频率进行放大处理，提高了增益平坦度；当输入射频为200MHz～1GHz时，一中频频率为4400MHz，此时本振LO1为：4.6GHz～5.4GHz；射频与本振LO1存在高阶混频杂散，5*RF(850～910MHz)-0*LO1(5250～5310MHz)＝4250～4550MHz,通过混频器和滤波器的抑制，200MHz～1GHz段混频干扰杂散抑制优于85dBc。

当输入射频为1GHz～2GHz时，一中频频率为4400MHz，此时本振LO1为：5.4GHz～6.4GHz；输入射频与本振LO1存在高阶混频杂散，3*RF(1400～1550MHz)-0*LO1(5800～5950MHz)＝4200～4650MHz、4*RF(1050～1150MHz)-0*LO1(5450～5550MHz)＝4200～4600MHz、-5*RF(1400～1550MHz)+2*LO1(5800～5950MHz)＝4150～4600MHz,通过混频器和滤波器的抑制，1GHz～2GHz段混频干扰杂散抑制优于77dBc。

当输入射频为200MHz～2GHz时，一中频频率为4400MHz，本振LO2为：5.6GHz，一中频与本振LO2无混频杂散产生，满足200MHz～2GHz混频干扰杂散抑制大于70dBc指标要求。

当输入射频为2GHz～12GHz时，一中频频率为25.5GHz，此时本振LO3产品本振频率为：27.5GHz～37.5GHz；输入射频与本振LO3存在高阶混频杂散，-5*RF(8.5GHz)+2*LO1(34GHz)＝25.5GHz、3*RF(8.5GHz)-0*LO1(34GHz)＝25.5GHz、4*RF(6.4GHz)+0*LO1(31.9GHz)＝25.6GHz、5*RF(5.1MHz)-0*LO1(30.6GHz)＝25.5GHz,通过混频器和滤波器的抑制，2GHz～12GHz段混频干扰杂散抑制优于80dBc。

当输入射频为2GHz～12GHz时，一中频频率为25.5GHz，本振LO4为：26.7GHz，一中频与本振LO4无混频杂散产生，满足2GHz～12GHz混频干扰杂散抑制大于70dBc指标要求。

为了说明超宽带下变频器的变频流程，结合硬件实现并且不失一般性，以输入射频频率F=10GHz,信号带宽为500MHz为例，给出其具体变频步骤如下：

当本超宽带下变频器设备加电后，AC/DC电源单元开始工作，将外部220V交流电转换成+12V直流，供设备内所述控制单元、频综单元和散热单元供电；散热单元根据控制单元下发的命令，对本设备进行散热降温处理；控制单元配置参数命令包括工作频率F=10GHz、中频带宽500MHz、衰减值为10dB、分控等参数，并将参数命令下发给各个功能单元，同时收集各个功能单元的状态，包括频综锁定状态、频综工作电流状态、变频单元工作电流、内外频综状态等；频综单元中的100MHz高稳恒温晶振模块根据内参考时钟或外部参考时钟，产生100MHz高稳恒温晶振，频综单元根据控制单元下发的频率F=10GHz，将100MHz高稳恒温晶振送到功分开关G3，生成高频段变频需要的本振LO3和LO4，本振LO3和LO4经过单锁相环+倍频的方式，生成LO3=35.5GHz，LO4=26.7GHz；接收信道单元接收外部输入射频F=10GHz后，经限幅处理防止后端设备损坏，当摄入射频F=10GHz的功率没有超过限幅器门限时可正常无衰减输出，衰减器根据控制单元下发的衰减命令，对射频输入进行10dB衰减，防止后面链路饱和，频段切换开关213根据控制单元下发的频率F=10GHz选择高频段变频，预选组件220接收经过放大后的射频信号，根据控制单元下发的输入射频频率，选择滤波器通带为9100-12000MHz，对输入射频进行滤波处理，之后经过两次混频和滤波后送中频滤波器225，中频滤波器225根据控制单元下发的信号带宽选择本滤波器带宽为500MHz，输出中频1.2GHz±250MHz信号。

本发明所述超宽带下变频器的增益平坦度、本振相位噪声、衰减控制、中频抑制、杂散干扰等主要技术指标满足全频段空间无线电信号识别系统下行接收链路的设计要求。

本发明通过具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的设备；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种超宽带恒温下变频器，包括：连接了接收信道单元、频综单元和将来自外部220V交流电转换成直流，为上变频器内所有电路上的功能单元供电的 AC/DC电源单元，以及散热单元和控制本控/远控的控制单元,其中，频综单元包括：100MHz高稳恒温晶振产生模块通过功分器G1功分为两支路，功分器G2～G3分别相连的LO1产生模块、LO2产生模块和LO3产生模块、LO4产生模块；接收信道单元包括：射频部分的DC/DC电源、FPGA控制板（226），顺次串联连接第一频段切换开关（213）的限幅器（211）、衰减器（212），其特征在于，基于FPGA、以并行多相滤波结构，采用连接了接收信道单元、频综单元、AC/DC电源单元、散热单元、控制单元组成超宽带恒温下变频器,其中，控制单元收集各个功能单元的状态，对本分控、工作频率、衰减值、中频带宽参数进行配置和电平分配并下发给各个功能单元；频综单元根据控制单元下发的频率，以及来自内参考时钟或外部参考时钟输入的参考信号，产生本设备需要的本振信号LO，并将本振信号LO送入接收信道单元，同时输出4路本振监测信号，对输入射频信号进行分段变频，高低频段采用不同的混频器、滤波器和二次变频；外部输入的射频信号200MHz～12GHz依次通过限幅器（211）限幅，经衰减器（212）阻带衰减送入第一频段切换开关（213），将输入射频分段变频为低频段200MHz～2GHz，高频段为2GHz～12GHz；接收信道单元通过第一频段切换开关（213）分两路，第一频段切换开关（213）的一端支路顺次串联的低频段放大器（214）、低频段预选组件（215）、第一低频段混频器（216）、低频段一中频滤波器（217）、第二低频段混频器（218）和第二频段切换开关（224），第一频段切换开关（213）的另一端端支路顺次串联的高频段放大器（219）、高频段预选组件（220）、第一高频段混频器（221）、高频段一中频滤波器（222）和第二高频段混频器（223），组成连接第二频段切换开关（224）的低频段变频支路和高频段变频支路的并联回路，中频部分的第二频段切换开关（224）输出端相连的二中频滤波器（225），输出500MHz/200MHz/100MHz中频信号；接收信道单元根据控制单元下发的频率信息，将频综单元变频器本振源产生的本振信号LO与外部高低频段射频信号RF进行频谱混频、预选器组滤波和放大处理，通过至少两级频率转换，在现场可编程门阵列FPGA4线SPI 控制下，低频率器件和现场可编程门阵列FPGA协同工作，运用两次变频和一次多相滤波的方式，完成宽带频谱的搬移，采用并行处理的方式，将200MHz～12GHz射频信号超宽带下变频到1.2GHz±250MHz中频信号，实现全频段空间无线电信号识别系统下行链路对200MHz～12GHz射频信号下变频更宽的总带宽；散热单元则根据控制单元下发的控制命令，对本设备进行散热降温处理，使变频器在恒定的温度范围内工作。

2.如权利要求1所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：限幅器（211）承受连续波功率30dBm，对外部200MHz～12GHz射频输入信号进行限幅，限幅输出12dBm，防止信号过大损坏后端设备，起到耐功率的作用，当摄入射频F=10GHz的功率没有超过限幅器门限时可正常无衰减输出；衰减器（212）根据控制单元下发的衰减命令，对经过限幅器输出后的射频信号进行衰减，防止后面链路饱和。

3.如权利要求2所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：在200MHz～2GHz范围内，FPGA控制板控制第一频段切换开关（213），将输出射频信号送入低频段放大器（214）滤除带外干扰以及杂散信号，消除镜像干扰，分辨出有用信号并放大，通过输入端将低频放大信号输入低频段预选组件（215）改善预选组件中的放大器的线性度，通过第一低频段混频器（216）与本振信号LO1混频为复信号，把该信号混频到零中频，经低频段一中频滤波器（217）滤波送入第二低频段混频器（218）与本振信号LO2混频，通过第二低频段混频器（218）输出端送第二频段切换开关（224）；第一频段切换开关（213）根据FPGA控制板选择将射频信号送到不同的变频通道，当输入射频信号在200MHz～2GHz范围内，第一频段切换开关（213）输出射频到低频段变频通道，当输入射频信号在2GHz～12GHz范围内，第一频段切换开关（213）输出射频到高频段变频通道；低频段放大器（214）对第一频段切换开关（213）切换后的射频信号进行放大。

4.如权利要求3所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：低频段预选组件（215）根据射频频率选择不同的滤波器通带，减小了谐杂波干扰；低频段预选组件（215）输出的射频信号经过低频段的第一低频段混频器（216）与本振信号LO1混频生成一中频信号；一中频滤波器（217）对混频器输出的一中频信号进行滤波；第二低频段混频器（218）将一中频信号与二本振L02进行变频，输出1.2GHz中频信号送第二频段切换开关（224）；二中频滤波器（225）对第二频段切换开关（224）输出的中频信号进行滤波。

5.如权利要求4所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：第一频段切换开关（213）另一支路顺次串联的高频通道的放大器（219）、高频段预选组件（220）、第一高频段混频器（221）、高频段一中频滤波器（222）和第二高频段混频器（223），原理同上，FPGA对接收单元内衰减器（212）、二中频滤波器（225）、第一频段切换开关（213）和第二频段切换开关（224）进行控制，通过两级级联抑制射频及射频谐波的隔离。

6.如权利要求5所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：低频段预选组件（215）、高频段预选组件（220）采用亚倍频分段方式，根据不同的输入射频，选择对应的滤波器通带，实现200MH～12GHz超宽带大动态接收范围；当外部输入射频信号在2GHz～12GHz范围内，FPGA控制板控制第一频段切换开关（213），选择连接高频段放大器（219），依次通过高频段预选组件（220）、第一高频段混频器（221）、高频段一中频滤波器（222）、第二高频段混频器（223），第二高频段混频器（223）输出端送第二频段切换开关（224）；第二频段切换开关（224）的输出端送二中频滤波器（225）进行滤波和放大，输出宽带下变频器的中频信号1.2GHz±250MHz。

7.如权利要求1所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：本振L01产生模块和本振L02产生模块采用单锁相环方式的锁相环PLL1和PLL2，100MHz参考时钟经锁相环PLL1后在经过滤波器Z3、放大器A3、滤波器Z4，生成LO1的频率范围为：4.6GHz～6.4GHz；本振L02产生过程一致，生成LO2的频率为：5.6GHz。

8.如权利要求7所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：频综单元根据控制单元下发的频率F=10GHz，将100MHz高稳恒温晶振送到功分开关G3，生成高频段变频需要的本振LO3和LO4，本振LO3和LO4经过单锁相环+倍频的方式，生成LO3=35.5GHz，LO4=26.7GHz。

9.如权利要求8所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：100MHz高稳恒温晶振模块采用5倍频、2倍频、滤波器Z1～Z2、放大器A1～A2、功分器G1，根据外参考时钟提供的100MHz参考信号后，外部输入参考时钟10MHz经过5倍频输出50MHz频率，滤波器Z1对输入的50MHz频率进行滤波处理, 处理后的信号经过一级放大器A1对50MHz频率进行放大处理，放大后的信号经2倍频输出100MHz频率,滤波器Z2对输入的100MHz频率进行滤波处理,经二级放大器A2生成100MHz高稳恒温晶振做为后端本振锁相环的参考时钟，产生的参考时钟通过功分器G1将生成的100MHz高稳恒温晶振功分输出,功分为两条支路，功分器G2对功分器G1输出的信号进行功分，将时钟参考信号送本振L01产生模块和本振LO2产生模块；功分器G3对功分器G1输出的信号进行功分，将时钟参考信号送本振L03产生模块和本振LO4产生模块。

10.如权利要求1所述的超宽带恒温下变频器，其特征在于：本振L03产生模块和本振L04产生模块采用单锁相环+倍频方式，100MHz参考时钟经锁相环PLL3通过顺次串联的滤波器Z8、压控振荡器VCO1送入功分器G4，功分器G4并联放大器A7，通过滤波器Z13形成并联回路反馈至送锁相环PLL3，然后通过顺次串联的滤波器Z9、放大器A5、滤波器Z10、2倍频、滤波器Z11、放大器A6和滤波器Z12, 输出频率范围为：27.5GHz～37.5GHz；LO4的频率为：26.7GHz，LO4产生流程与LO3一致；本振L01产生模块和L02产生模块采用单锁相环频率合成器方式实现锁相，本振LO3产生模块和LO4产生模块采用单锁相环PLL+倍频方式实现锁相。

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