CN113890487B - 一种瓦片式宽带多通道下变频模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种瓦片式宽带多通道下变频模块，模块本体，L极化输入接口、R极化输入接口、设本振分发网络、L极化第一通道输出接口、L极化第二通道输出接口、R极化第一通道输出接口、R极化第二通道输出接口和变频通道；变频通道为垂直互连结构以使信号于模块正反两面交替传输，本振信号自适应捷变以使模块输出固定频率的中频信号。本发明采用瓦片式结构设计形式使输入与输出端口，可实现双极化双数据流输入信号的变频分流功能，各通道电路网络及结构设计高度一致，集成三级低噪声放大器、三级带通滤波器、二级低通滤波器和一次谐波变频等电路，实现了下变频模块的高集成、高一致性和频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波和杂散抑制等功能。

Description

一种瓦片式宽带多通道下变频模块
技术领域
本发明涉及电通信技术领域，具体涉及一种瓦片式宽带多通道下变频模块。
背景技术
相控阵天线因其独特的波束控制能力广泛用于雷达、通信等领域，位于相控阵天线后端的变频系统是相控阵天线的核心部件之一。下变频模块处于接收天线和信号采集单元的中间位置，其输入端口连接接收天线，输出端口连接信号采集单元，对接收信号的处理起到承上启下的关键作用。集中实现相控阵接收天线信号的频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波、杂散抑制等功能。当相控阵接收天线处于工作状态时，将包含双数据流的双极化信号进行输出，下变频模块将双极化信号放大的同时将信号分路，每一分路的双数据流信号经混频器进行一次谐波混频，再经三级滤波后过滤为单流信号输出至信号采集单元。下变频模块在相控阵天线中处于关键位置，对整个相控阵系统的性能起到决定性作用，如何实现下变频模块的高集成、高性能和高一致性至关重要。
发明内容
本发明是为了解决下变频模块的集成度和一致性问题，提供一种瓦片式宽带多通道下变频模块，带有频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波、杂散抑制等功能，可实现双极化，接收通道2入4出的高集成、高可靠、高一致性、宽带四通道下变频模块。
本发明提供一种瓦片式宽带多通道下变频模块，包括模块本体，设置在模块本体的正面的L极化输入接口、R极化输入接口，设置在模块本体的表面及内部的本振分发网络，设置在模块本体反面的L极化第一通道输出接口、L极化第二通道输出接口、R极化第一通道输出接口、R极化第二通道输出接口和设置在模块本体内部与L极化输入接口、R极化输入接口、本振分发网络、L极化第一通道输出接口、L极化第二通道输出接口、R极化第一通道输出接口、R极化第二通道输出接口均连接的变频通道；
L极化输入接口接收的L极化射频接收信号和R极化输入接口接收的R极化射频接收信号均为双数据流信号，L极化第一通道输出接口、L极化第二通道输出接口、R极化第一通道输出接口和R极化第二通道输出接口与信号采集单元连接；
本振分发网络输出的本振信号的频率随L极化射频接收信号和R极化射频接收信号的频率进行自适应捷变；L极化第一通道输出接口、L极化第二通道输出接口、R极化第一通道输出接口和R极化第二通道输出接口输出的信号中有两组频率幅相相同；
变频通道用于将L极化射频接收信号和R极化射频接收信号分路后进行频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波和杂散抑制后输出中频信号，变频通道为垂直互连结构以使信号于模块正反两面交替传输。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，本振分发网络包括设置在模块本体正面的LO1本振信号接口、与LO1本振信号接口电连接的LO1本振分发网络、设置在模块本体正面的LO2本振信号接口和与LO2本振信号接口电连接的LO2本振分发网络；
LO1本振分发网络包括设置在模块本体正面的LO1一分二功分电路和与LO1一分二功分电路的输出端分别相连的LO1第一带通滤波器、LO1第二带通滤波器，LO1一分二功分电路设置在模块本体的内部并与LO1本振信号接口电连接，LO1第一带通滤波器和LO1第二带通滤波器均设置在模块本体的内部并与变频通道电连接；
LO2本振分发网络包括设置在模块本体的正面的LO2一分二功分电路和与LO2一分二功分电路的输出端分别相连的LO2第一带通滤波器、LO2第二带通滤波器，LO2一分二功分电路设置在模块本体的内部并与LO2本振信号接口电连接，LO2第一带通滤波器和LO2第二带通滤波器均设置在模块本体的内部并与变频通道电连接；
LO1本振信号接口和LO2本振信号接口输入的本振信号自适应捷变以使模块输出固定频率的中频信号。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，变频通道包括与L极化输入接口连接的L极化变频通道和与R极化输入接口连接的R极化变频通道；
L极化变频通道包括依次电连接的L极化一级放大器、L极化功分器和与L极化功分器的两个输出端口依次电连接的L极化第一通道、L极化第二通道；
L极化第一通道包括依次电连接的L极化第一通道第一滤波器、L极化第一通道混频器、L极化第一通道第二滤波器、L极化第一通道第一放大器、L极化第一通道第三滤波器、L极化第一通道第二放大器和L极化第一通道第四滤波器，L极化第一通道第一滤波器与L极化功分器的输出端口电连接，L极化第一通道混频器与LO1第一带通滤波器电连接，L极化第一通道第四滤波器与L极化第一通道输出接口电连接。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，L极化第二通道包括依次电连接的L极化第二通道第一滤波器、L极化第二通道混频器、L极化第二通道第二滤波器、L极化第二通道第一放大器、L极化第二通道第三滤波器、L极化第二通道第二放大器和和L极化第二通道第四滤波器，L极化第二通道第一滤波器与L极化功分器的输出端口电连接，L极化第二通道混频器与LO2第一带通滤波器电连接，L极化第二通道第四滤波器与L极化第二通道输出接口电连接。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，L极化一级放大器、L极化第一通道第一放大器、L极化第一通道第二放大器、L极化第二通道第一放大器和L极化第二通道第二放大器均为低噪声放大器；
L极化第一通道第一滤波器、L极化第一通道第二滤波器、L极化第二通道第一滤波器和L极化第二通道第二滤波器均为带通滤波器；
L极化第一通道第三滤波器、L极化第一通道第四滤波器、L极化第二通道第三滤波器和L极化第二通道第四滤波器均为低通滤波器；
L极化第一通道和L极化第二通道传输线长度上相同、使用对称的方式布局并且器件规格相同。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，R极化变频通道包括依次电连接的R极化一级放大器、R极化功分器和与R极化功分器的两个输出端口依次电连接的R极化第一通道、R极化第二通道；
R极化第一通道包括依次电连接的R极化第一通道第一滤波器、R极化第一通道混频器、R极化第一通道第二滤波器、R极化第一通道第一放大器、R极化第一通道第三滤波器、R极化第一通道第二放大器和R极化第一通道第四滤波器，R极化第一通道第一滤波器与R极化功分器的输出端口电连接，R极化第一通道混频器与LO1第二带通滤波器电连接，R极化第一通道第四滤波器与R极化第一通道输出接口电连接。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，R极化第二通道包括依次电连接的R极化第二通道第一滤波器、R极化第二通道混频器、R极化第二通道第二滤波器、R极化第二通道第一放大器、R极化第二通道第三滤波器、R极化第二通道第二放大器和R极化第二通道第四滤波器，R极化第二通道第一滤波器与R极化功分器的输出端口电连接，R极化第二通道混频器与LO2第二带通滤波器电连接，R极化第二通道第四滤波器与R极化第二通道输出接口电连接。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，R极化一级放大器、R极化第一通道第一放大器、R极化第一通道第二放大器、R极化第二通道第一放大器和R极化第二通道第二放大器均为低噪声放大器；
R极化第一通道第一滤波器、R极化第一通道第二滤波器、R极化第二通道第一滤波器和R极化第二通道第二滤波器均为带通滤波器；
R极化第一通道第三滤波器、R极化第一通道第四滤波器、R极化第二通道第三滤波器和R极化第二通道第四滤波器均为低通滤波器；
R极化第一通道和R极化第二通道传输线长度上相同、使用对称的方式布局并且器件规格相同；
L极化第一通道混频器、L极化第二通道混频器、R极化第一通道混频器和R极化第二通道混频器均为谐波混频器。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，LO1本振分发网络和LO2本振分发网络具有垂直互联结构，LO1第一带通滤波器、LO1第二带通滤波器、LO2第一带通滤波器和LO2第二带通滤波器均为带通滤波器。
本发明所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，作为优选方式，L极化输入接口、R极化输入接口、L极化第一通道输出接口、L极化第二通道输出接口、R极化第一通道输出接口、R极化第二通道输出接口、LO1本振信号接口和LO2本振信号接口均为直式接插件。
本发明的技术解决方案为：多次灵活采用垂直互连结构，合理设计端口和传输线布局，采用瓦片式结构设计形式使输入与输出端口，本振LO1、本振LO2分发网络与双极化四通道下变频分发网络分布于模块正反两面，各通道电路网络及结构设计高度一致，集成三级低噪声放大器、三级带通滤波器、二级低通滤波器和一次谐波变频等电路，实现了下变频模块的高集成、高一致性和频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波和杂散抑制等功能，具体实施的技术措施如下：
(1)本发明采用瓦片式结构设计形式，所有端口均分布于模块正反两面，且垂直于结构面；本发明灵活采用垂直互连结构，为实现结构面积最大利用率，信号多次在模块正反两面交替过渡传输；本发明对外接口均采用直式接插件，所有的接插件端口与其所连接的传输线均处于产品的正反两侧。该方案最大限度压缩了模块的厚度，使其只需满足接插件的长度即可，同时结构面积又达到了最大利用率，从而实现了高集成的设计。在进行系统连接时，可直接采用转接器进行对插，而无需多余导线的焊接，大大提高了系统可靠性。
(2)本发明各通道电路网络及结构设计均遵循高度一致性的原则。本发明可实现接收通道2入4出，各段传输线不仅在长度上保持一致，而且在布局上采用对称、镜像或旋转的方式，同时各通道每级均选用同一规格器件，最大限度地实现了四路信号传输的一致性。
(3)本发明可实现双极化双数据流输入信号的变频分流功能。模块两路输入端口分别输入两种不同极化——L极化和R极化的接收信号，且每种极化均为双数据流信号。每种极化的双数据流信号经二分路器变为两路信号，两路双数据流信号分别经不同的本振信号进行混频，第一路本振信号将数据流1信号变频至所需中频信号，将数据流2信号变频至滤波器带外进行滤除；而第二路本振信号正好相反，将数据流1信号变频至滤波器带外进行滤除，将数据流2信号变频至所需中频信号。同理，另一极化的双数据流信号采用同样的方式进行分流，从而实现将每种极化的双数据流信号分别分流输出的目的。
(4)本发明可实现在10GHz～40GHz的宽带范围内正常工作。为满足输入信号10GHz～40GHz的工作频率范围，本发明混频器输入的本振信号可满足在4.1GHz～19.1GHz范围内随输入信号频率进行自适应捷变，使输出中频信号频率固定为1.8GHz。中频信号IF与射频信号RF、本振信号LO的频率变换关系为：IF＝|RF-2×LO|，例如当输入信号频率为20GHz时，变频模块外部系统通过波控指令将频率源输出的本振信号捷变为9.1GHz，变频模块将输入信号和本振信号一次谐波混频后，实现1.8GHz中频信号的输出。
(5)本发明集成三级低噪声放大器、三级带通滤波器、二级低通滤波器等电路，实现变频模块的高增益和高杂散抑制功能。模块输入的本振信号经过一级带通滤波器滤除来自外部频率源的带外杂散信号；输入的接收信号经过一级低噪声放大器后通过一级带通滤波器滤除来自外部接收天线的带外杂散信号；信号混频后，首先通过一级带通滤波器进行滤波，然后再经两级低噪声放大器进行增益放大，每级增益放大后均经过一级低通滤波器滤除混频后残留的高频信号，从而实现高增益和高杂散抑制。
上述方案的原理是：由于系统结构的局限性，下变频模块的体积受到严格的限制；同时，由于下变频模块位置的特殊性，结构设计应方便接收天线、频率源、下变频模块和信号采集单元四部分的依序连接。本发明采用瓦片式结构设计形式，将与接收天线、频率源连接的输入端口设计在正面位置，与信号采集单元连接的输出端口设计在反面位置，并对各个端口和内部走线进行了合理布局，通过采用垂直互连结构使信号于模块正反两面交替传输，实现了下变频模块的小型化和高集成。
本发明对L极化信号和R极化信号分别进行射频放大，经分路后分别进行下变频到中频1.8GHz，并进行中频滤波放大后输出到信号采集单元。模块采用一次变频方案，采用谐波混频器，由双流双极化共4个通道组成。其核心性能指标包括：变频增益、杂散抑制、幅相一致性等。
本发明具有以下优点：
(1)本发明由于在接插件端口采用了垂直互连结构，最大限度地降低了模块厚度，大大节省了模块的Z方向体积；设计传输线布局时，灵活使用垂直互连结构，传输信号于产品正反两面交替传输，使走线布局更加紧凑，大大减小了模块的XY方向体积；由于端口的合理性设计，模块在进行系统连接时，可直接采用转接器进行对插，而无需多余导线的焊接，大大提高了系统可靠性；
(2)各通道电路网络及结构设计均遵循高度一致性的原则，最大限度地实现了四路信号传输的一致性；
(3)本发明可实现双极化双数据流输入信号的变频分流功能。模块两路输入端口分别输入两种不同极化——L极化和R极化的接收信号，且每种极化均为双数据流信号。每种极化的双数据流信号经二分路器变为两路信号，两路双数据流信号分别经不同的本振信号进行混频，第一路本振信号将数据流1信号变频至所需中频信号，将数据流2信号变频至滤波器带外进行滤除；而第二路本振信号正好相反，将数据流1信号变频至滤波器带外进行滤除，将数据流2信号变频至所需中频信号。同理，另一极化的双数据流信号采用同样的方式进行分流，从而实现将每种极化的双数据流信号分别分流输出的目的；
(4)本发明混频器输入的本振信号可满足在4.1GHz～19.1GHz范围内随输入信号频率进行自适应捷变，使输出中频信号频率固定为1.8GHz；
(5)集成三级低噪声放大器、三级带通滤波器、二级低通滤波器和一次谐波变频等电路，实现了下变频模块的频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波和杂散抑制等功能。
附图说明
图1为一种瓦片式宽带多通道下变频模块正面及内部电路布局示意图；
图2为一种瓦片式宽带多通道下变频模块反面及内部电路布局示意图；
图3为一种瓦片式宽带多通道下变频模块LO1本振分发网络原理框图；
图4为一种瓦片式宽带多通道下变频模块LO2本振分发网络原理框图；
图5为一种瓦片式宽带多通道下变频模块L极化变频通道原理框图；
图6为一种瓦片式宽带多通道下变频模块R极化变频通道原理框图。
附图标记：
1、模块本体；2、L极化输入接口；3、R极化输入接口；4、本振分发网络；41、LO1本振信号接口；42、LO1本振分发网络；421、LO1一分二功分电路；422、LO1第一带通滤波器；423、LO1第二带通滤波器；43、LO2本振信号接口；44、LO2本振分发网络；441、LO2一分二功分电路；442、LO2一分二功分电路；443、LO2第二带通滤波器；5、L极化第一通道输出接口；6、L极化第二通道输出接口；7、R极化第一通道输出接口；8、R极化第二通道输出接口；9、变频通道；91、L极化变频通道；911、L极化一级放大器；912、L极化功分器；913、L极化第一通道；9131、L极化第一通道第一滤波器；9132、L极化第一通道混频器；9133、L极化第一通道第二滤波器；9134、L极化第一通道第一放大器；9135、L极化第一通道第三滤波器；9136、L极化第一通道第二放大器；9137、L极化第一通道第四滤波器；914、L极化第二通道；9141、L极化第二通道第一滤波器；9142、L极化第二通道混频器；9143、L极化第二通道第二滤波器；9144、L极化第二通道第一放大器；9145、L极化第二通道第三滤波器；9146、L极化第二通道第二放大器；9147、L极化第二通道第四滤波器；92、R极化变频通道；921、R极化一级放大器；922、R极化功分器；923、R极化第一通道；9231、R极化第一通道第一滤波器；9232、R极化第一通道混频器；9233、R极化第一通道第二滤波器；9234、R极化第一通道第一放大器；9235、R极化第一通道第三滤波器；9236、RL极化第一通道第二放大器；9237、R极化第一通道第四滤波器；924、R极化第二通道；9241、R极化第二通道第一滤波器；9242、R极化第二通道混频器；9243、R极化第二通道第二滤波器；9244、R极化第二通道第一放大器；9245、R极化第二通道第三滤波器；9246、R极化第二通道第二放大器；9247、R极化第二通道第四滤波器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1、2所示，一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：包括模块本体1，设置在模块本体1的正面的L极化输入接口2、R极化输入接口3，设置在模块本体1的表面及内部的本振分发网络4，设置在模块本体1反面的L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7、R极化第二通道输出接口8和设置在模块本体1内部与L极化输入接口2、R极化输入接口3、本振分发网络4、L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7、R极化第二通道输出接口8均连接的变频通道9；
L极化输入接口2接收的L极化射频接收信号和R极化输入接口3接收的R极化射频接收信号均为双数据流信号，L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7和R极化第二通道输出接口8与信号采集单元连接；
本振分发网络4输出的本振信号的频率随L极化射频接收信号和R极化射频接收信号的频率进行自适应捷变；L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7和R极化第二通道输出接口8输出的信号中有两组频率幅相相同。
变频通道9用于将L极化射频接收信号和R极化射频接收信号分路后进行频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波和杂散抑制后输出中频信号，变频通道9为垂直互连结构以使信号于模块正反两面交替传输。
实施例2
如图1、2所示，一种瓦片式宽带多通道下变频模块，包括模块本体1，设置在模块本体1的正面的L极化输入接口2、R极化输入接口3，设置在模块本体1的表面及内部的本振分发网络4，设置在模块本体1的反面的L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7、R极化第二通道输出接口8和设置在模块本体1内部与L极化输入接口2、R极化输入接口3、本振分发网络4、L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7、R极化第二通道输出接口8均连接的变频通道9；
L极化输入接口2接收的L极化射频接收信号和R极化输入接口3接收的R极化射频接收信号均为双数据流信号，L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7和R极化第二通道输出接口8与信号采集单元连接；
本振分发网络4输出的本振信号的频率随L极化射频接收信号和R极化射频接收信号的频率进行自适应捷变；L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7和R极化第二通道输出接口8输出的信号中有两组频率幅相相同。
变频通道9用于将L极化射频接收信号和R极化射频接收信号分路后进行频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波和杂散抑制后输出中频信号，变频通道9为垂直互连结构以使信号于模块正反两面交替传输；
如图3、4所示，本振分发网络4包括设置在模块本体1的正面的LO1本振信号接口41、与LO1本振信号接口41电连接的LO1本振分发网络42、设置在模块本体1的正面的LO2本振信号接口43和与LO2本振信号接口43电连接的LO2本振分发网络44；
LO1本振分发网络42包括设置在模块本体1的正面的LO1一分二功分电路421和与LO1一分二功分电路421的输出端分别相连的LO1第一带通滤波器422、LO1第二带通滤波器423，LO1一分二功分电路421设置在模块本体1的内部并与LO1本振信号接口41电连接，LO1第一带通滤波器422和LO1第二带通滤波器423均设置在模块本体1的内部并与变频通道9电连接；
LO2本振分发网络44包括设置在模块本体1的正面的LO2一分二功分电路441和与LO2一分二功分电路441的输出端分别相连的LO2第一带通滤波器442、LO2第二带通滤波器443，LO2一分二功分电路441设置在模块本体1的内部并与LO2本振信号接口43电连接，LO2第一带通滤波器442和LO2第二带通滤波器443均设置在模块本体1的内部并与变频通道9电连接；
LO1本振信号接口41和LO2本振信号接口43输入的本振信号自适应捷变以使模块输出固定频率的中频信号。
如图5、6所示，变频通道9包括与L极化输入接口2连接的L极化变频通道91和与R极化输入接口3连接的R极化变频通道92；
L极化变频通道91包括依次电连接的L极化一级放大器911、L极化功分器912和与L极化功分器912的两个输出端口依次电连接的L极化第一通道913、L极化第二通道914；
L极化第一通道913包括依次电连接的L极化第一通道第一滤波器9131、L极化第一通道混频器9132、L极化第一通道第二滤波器9133、L极化第一通道第一放大器9134、L极化第一通道第三滤波器9135、L极化第一通道第二放大器9136和L极化第一通道第四滤波器9137，L极化第一通道第一滤波器9131与L极化功分器912的输出端口电连接，L极化第一通道混频器9132与LO1第一带通滤波器422电连接，L极化第一通道第四滤波器9137与L极化第一通道输出接口5电连接；
L极化第二通道914包括依次电连接的L极化第二通道第一滤波器9141、L极化第二通道混频器9142、L极化第二通道第二滤波器9143、L极化第二通道第一放大器9144、L极化第二通道第三滤波器9145、L极化第二通道第二放大器9146和和L极化第二通道第四滤波器9147，L极化第二通道第一滤波器9141与L极化功分器912的输出端口电连接，L极化第二通道混频器9142与LO2第一带通滤波器442电连接，L极化第二通道第四滤波器9147与L极化第二通道输出接口6电连接；
L极化一级放大器911、L极化第一通道第一放大器9134、L极化第一通道第二放大器9136、L极化第二通道第一放大器9144和L极化第二通道第二放大器9146均为低噪声放大器；
L极化第一通道第一滤波器9131、L极化第一通道第二滤波器9133、L极化第二通道第一滤波器9141和L极化第二通道第二滤波器9143均为带通滤波器；
L极化第一通道第三滤波器9135、L极化第一通道第四滤波器9137、L极化第二通道第三滤波器9145和L极化第二通道第四滤波器9147均为低通滤波器；
L极化第一通道913和L极化第二通道914传输线长度上相同、使用对称的方式布局并且器件规格相同；
R极化变频通道92包括依次电连接的R极化一级放大器921、R极化功分器922和与R极化功分器922的两个输出端口依次电连接的R极化第一通道923、R极化第二通道924；
R极化第一通道923包括依次电连接的R极化第一通道第一滤波器9231、R极化第一通道混频器9232、R极化第一通道第二滤波器9233、R极化第一通道第一放大器9234、R极化第一通道第三滤波器9235、R极化第一通道第二放大器9236和R极化第一通道第四滤波器9237，R极化第一通道第一滤波器9231与R极化功分器922的输出端口电连接，R极化第一通道混频器9232与LO1第二带通滤波器423电连接，R极化第一通道第四滤波器9237与R极化第一通道输出接口7电连接；
R极化第二通道924包括依次电连接的R极化第二通道第一滤波器9241、R极化第二通道混频器9242、R极化第二通道第二滤波器9243、R极化第二通道第一放大器9244、R极化第二通道第三滤波器9245、R极化第二通道第二放大器9246和R极化第二通道第四滤波器9247，R极化第二通道第一滤波器9241与R极化功分器922的输出端口电连接，R极化第二通道混频器9242与LO2第二带通滤波器443电连接，R极化第二通道第四滤波器9247与R极化第二通道输出接口8电连接；
R极化一级放大器921、R极化第一通道第一放大器9234、R极化第一通道第二放大器9236、R极化第二通道第一放大器9244和R极化第二通道第二放大器9246均为低噪声放大器；
R极化第一通道第一滤波器9231、R极化第一通道第二滤波器9233、R极化第二通道第一滤波器9241和R极化第二通道第二滤波器9243均为带通滤波器；
R极化第一通道第三滤波器9235、R极化第一通道第四滤波器9237、R极化第二通道第三滤波器9245和R极化第二通道第四滤波器9247均为低通滤波器；
R极化第一通道923和R极化第二通道924传输线长度上相同、使用对称的方式布局并且器件规格相同；
L极化第一通道混频器9132、L极化第二通道混频器9142、R极化第一通道混频器9232和R极化第二通道混频器9242均为谐波混频器；
LO1本振分发网络42和LO2本振分发网络44具有垂直互联结构，LO1第一带通滤波器422、LO1第二带通滤波器423、LO2第一带通滤波器442和LO2第二带通滤波器443均为带通滤波器；
L极化输入接口2、R极化输入接口3、L极化第一通道输出接口5、L极化第二通道输出接口6、R极化第一通道输出接口7、R极化第二通道输出接口8、LO1本振信号接口41和LO2本振信号接口43均为直式接插件。
实施例3
一种瓦片式宽带多通道下变频模块，图3、4为本发明的本振LO1和本振LO2分发网络原理框图，Divider为一分二功分电路，BPF为带通滤波器。为满足输出固定频率的1.8GHz中频信号，本振LO1和本振LO2的频率应分别捷变为7.1GHz和8.1GHz。两路本振信号分别经Divider分路后变为四路，再分别经BPF滤波后输出至图5、6的混频器。其中，LO1-L1为L极化第一通道的7.1GHz本振信号，LO1-R1为R极化第一通道的7.1GHz本振信号，LO2-L2为L极化第二通道的8.1GHz本振信号，LO2-R2为R极化第二通道的8.1GHz本振信号。
图5、6为本发明的四通道双极化下变频分发网络原理框图，DATA1-L和DATA2-L分别为L极化的16GHz和18GHz接收输入信号，DATA1-R和DATA2-R分别为R极化的16GHz和18GHz接收输入信号。如图5、6所示，L极化输入接口2输入双数据流信号，经L极化一级放大器911进行第一级LNA1增益放大后，通过L极化功分器912Divider分为两路并分别经BPF1-L1滤波后进行混频；L极化第一通道913的射频信号通过混频器HL1与本振LO1-L1进行谐波混频，混频后的16GHz的DATA1-L和18GHz的DATA2-L双数据流信号频率分别变为1.8GHz和3.8GHz，然后L极化第一通道第二滤波器9133(第二级带通滤波器BPF2-L1)将3.8GHz的DATA2-L信号滤除从而得到1.8GHz的DATA1-L中频信号，最终再经过两级低噪声放大器和两级低通滤波器LPF输出IF-DATA1-L；L极化第二通道914的射频信号通过L极化第二通道混频器9142(混频器HL2)与本振LO2-L2进行谐波混频，混频后的双数据流信号频率分别变为0.2GHz和1.8GHz，然后L极化第二通道第二滤波器9143(第二级带通滤波器BPF2-L2)将0.2GHz的信号滤除从而得到1.8GHz的中频信号IF-DATA2-L；同理，R极化输入接口3输入双数据流信号——16GHz的DATA1-R和18GHz的DATA2-R，经过分路、变频和滤波后，将得到1.8GHz的两路中频信号IF-DATA1-R和IF-DATA2-R。
图1、2为下变频模块结构内部电路布局图，图1为结构正面俯视图，图2为结构反面俯视图，图1沿中轴线翻转后得到图2。如图1、2所示，LO1本振信号从正面输入，经两次垂直过渡后再次回到正面的本振分发网络得到两路本振信号LO1-L1和LO1-R1，两路本振信号经一次垂直过渡后进入反面的下变频分发网络的混频器；同理，LO2本振信号采用同样的方式生成LO2-L2和LO2-R2进入反面的下变频分发网络的混频器。
实施例1-3的使用方法为：
L极化射频信号RF-L从模块本体1正面输入，经一次垂直过渡进入模块本体1反面下变频分发网络，经增益放大、分路、混频、滤波后得到两路中频信号IF-DATA1-L和IF-DATA2-L，最终两路中频信号分别经两次垂直过渡后再次回到反面进行输出；同理，R极化射频信号RF-R采用同样的方式得到两路中频信号IF-DATA1-R和IF-DATA2-R。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：包括模块本体(1)，设置在所述模块本体(1)的正面的L极化输入接口(2)、R极化输入接口(3)，设置在所述模块本体(1)的表面及内部的本振分发网络(4)，设置在所述模块本体(1)反面的L极化第一通道输出接口(5)、L极化第二通道输出接口(6)、R极化第一通道输出接口(7)、R极化第二通道输出接口(8)和设置在所述模块本体(1)内部与所述L极化输入接口(2)、所述R极化输入接口(3)、所述本振分发网络(4)、所述L极化第一通道输出接口(5)、所述L极化第二通道输出接口(6)、所述R极化第一通道输出接口(7)、所述R极化第二通道输出接口(8)均连接的变频通道(9)；
所述L极化输入接口(2)接收的L极化射频接收信号和所述R极化输入接口(3)接收的R极化射频接收信号均为双数据流信号，所述L极化第一通道输出接口(5)、所述L极化第二通道输出接口(6)、所述R极化第一通道输出接口(7)和所述R极化第二通道输出接口(8)与信号采集单元连接；
所述本振分发网络(4)输出的频率捷变；所述L极化第一通道输出接口(5)、所述L极化第二通道输出接口(6)、所述R极化第一通道输出接口(7)和所述R极化第二通道输出接口(8)输出的信号中有两组频率幅相相同；
所述变频通道(9)用于将所述L极化射频接收信号和所述R极化射频接收信号分路后进行频率变换、增益放大、数据分流、中频滤波和杂散抑制后输出中频信号，所述变频通道(9)为垂直互连结构以使信号于模块正反两面交替传输。
2.根据权利要求1所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述本振分发网络(4)包括设置在所述模块本体(1)正面的LO1本振信号接口(41)、与所述LO1本振信号接口(41)电连接的LO1本振分发网络(42)、设置在所述模块本体(1)正面的LO2本振信号接口(43)和与所述LO2本振信号接口(43)电连接的LO2本振分发网络(44)；
所述LO1本振分发网络(42)包括设置在所述模块本体(1)正面的LO1一分二功分电路(421)和与所述LO1一分二功分电路(421)的输出端分别相连的LO1第一带通滤波器(422)、LO1第二带通滤波器(423)，所述LO1一分二功分电路(421)设置在所述模块本体(1)的内部并与所述LO1本振信号接口(41)电连接，所述LO1第一带通滤波器(422)和所述LO1第二带通滤波器(423)均设置在所述模块本体(1)的内部并与所述变频通道(9)电连接；
所述LO2本振分发网络(44)包括设置在所述模块本体(1)的正面的LO2一分二功分电路(441)和与所述LO2一分二功分电路(441)的输出端分别相连的LO2第一带通滤波器(442)、LO2第二带通滤波器(443)，所述LO2一分二功分电路(441)设置在所述模块本体(1)的内部并与所述LO2本振信号接口(43)电连接，所述LO2第一带通滤波器(442)和所述LO2第二带通滤波器(443)均设置在所述模块本体(1)的内部并与所述变频通道(9)电连接；
所述LO1本振信号接口(41)和所述LO2本振信号接口(43)输入的本振信号自适应捷变以使模块输出固定频率的中频信号；
所述LO1本振分发网络(42)输出LO1-L1本振信号，所述LO2本振分发网络(44)输出LO1-L2本振信号。
3.根据权利要求2所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述变频通道(9)包括与所述L极化输入接口(2)连接的L极化变频通道(91)和与所述R极化输入接口(3)连接的R极化变频通道(92)；
所述L极化变频通道(91)包括依次电连接的L极化一级放大器(911)、L极化功分器(912)和与所述L极化功分器(912)的两个输出端口依次电连接的L极化第一通道(913)、L极化第二通道(914)；
所述L极化第一通道(913)包括依次电连接的L极化第一通道第一滤波器(9131)、L极化第一通道混频器(9132)、L极化第一通道第二滤波器(9133)、L极化第一通道第一放大器(9134)、L极化第一通道第三滤波器(9135)、L极化第一通道第二放大器(9136)和L极化第一通道第四滤波器(9137)，所述L极化第一通道第一滤波器(9131)与所述L极化功分器(912)的输出端口电连接，所述L极化第一通道混频器(9132)与所述LO1第一带通滤波器(422)电连接，所述L极化第一通道第四滤波器(9137)与所述L极化第一通道输出接口(5)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述L极化第二通道(914)包括依次电连接的L极化第二通道第一滤波器(9141)、L极化第二通道混频器(9142)、L极化第二通道第二滤波器(9143)、L极化第二通道第一放大器(9144)、L极化第二通道第三滤波器(9145)、L极化第二通道第二放大器(9146)和和L极化第二通道第四滤波器(9147)，所述L极化第二通道第一滤波器(9141)与所述L极化功分器(912)的输出端口电连接，所述L极化第二通道混频器(9142)与所述LO2第一带通滤波器(442)电连接，所述L极化第二通道第四滤波器(9147)与所述L极化第二通道输出接口(6)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述L极化一级放大器(911)、所述L极化第一通道第一放大器(9134)、所述L极化第一通道第二放大器(9136)、所述L极化第二通道第一放大器(9144)和所述L极化第二通道第二放大器(9146)均为低噪声放大器；
所述L极化第一通道第一滤波器(9131)、所述L极化第一通道第二滤波器(9133)、所述L极化第二通道第一滤波器(9141)和所述L极化第二通道第二滤波器(9143)均为带通滤波器；
所述L极化第一通道第三滤波器(9135)、所述L极化第一通道第四滤波器(9137)、所述L极化第二通道第三滤波器(9145)和所述L极化第二通道第四滤波器(9147)均为低通滤波器；
所述L极化第一通道(913)和所述L极化第二通道(914)传输线长度上相同、使用对称的方式布局并且器件规格相同。
6.根据权利要求4所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述R极化变频通道(92)包括依次电连接的R极化一级放大器(921)、R极化功分器(922)和与所述R极化功分器(922)的两个输出端口依次电连接的R极化第一通道(923)、R极化第二通道(924)；
所述R极化第一通道(923)包括依次电连接的R极化第一通道第一滤波器(9231)、R极化第一通道混频器(9232)、R极化第一通道第二滤波器(9233)、R极化第一通道第一放大器(9234)、R极化第一通道第三滤波器(9235)、R极化第一通道第二放大器(9236)和R极化第一通道第四滤波器(9237)，所述R极化第一通道第一滤波器(9231)与所述R极化功分器(922)的输出端口电连接，所述R极化第一通道混频器(9232)与所述LO1第二带通滤波器(423)电连接，所述R极化第一通道第四滤波器(9237)与所述R极化第一通道输出接口(7)电连接。
7.根据权利要求6所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述R极化第二通道(924)包括依次电连接的R极化第二通道第一滤波器(9241)、R极化第二通道混频器(9242)、R极化第二通道第二滤波器(9243)、R极化第二通道第一放大器(9244)、R极化第二通道第三滤波器(9245)、R极化第二通道第二放大器(9246)和R极化第二通道第四滤波器(9247)，所述R极化第二通道第一滤波器(9241)与所述R极化功分器(922)的输出端口电连接，所述R极化第二通道混频器(9242)与所述LO2第二带通滤波器(443)电连接，所述R极化第二通道第四滤波器(9247)与所述R极化第二通道输出接口(8)电连接。
8.根据权利要求7所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述R极化一级放大器(921)、所述R极化第一通道第一放大器(9234)、所述R极化第一通道第二放大器(9236)、所述R极化第二通道第一放大器(9244)和所述R极化第二通道第二放大器(9246)均为低噪声放大器；
所述R极化第一通道第一滤波器(9231)、所述R极化第一通道第二滤波器(9233)、所述R极化第二通道第一滤波器(9241)和所述R极化第二通道第二滤波器(9243)均为带通滤波器；
所述R极化第一通道第三滤波器(9235)、所述R极化第一通道第四滤波器(9237)、所述R极化第二通道第三滤波器(9245)和所述R极化第二通道第四滤波器(9247)均为低通滤波器；
所述R极化第一通道(923)和所述R极化第二通道(924)传输线长度上相同、使用对称的方式布局并且器件规格相同；
所述L极化第一通道混频器(9132)、所述L极化第二通道混频器(9142)、所述R极化第一通道混频器(9232)和所述R极化第二通道混频器(9242)均为谐波混频器。
9.根据权利要求2所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述LO1本振分发网络(42)和所述LO2本振分发网络(44)具有垂直互联结构。
10.根据权利要求2所述的一种瓦片式宽带多通道下变频模块，其特征在于：所述L极化输入接口(2)、所述R极化输入接口(3)、所述L极化第一通道输出接口(5)、所述L极化第二通道输出接口(6)、所述R极化第一通道输出接口(7)、所述R极化第二通道输出接口(8)、所述LO1本振信号接口(41)和所述LO2本振信号接口(43)均为直式接插件。
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