CN201536365U - L频段双频微波收发模块 - Google Patents

Abstract

L频段双频微波收发模块，包括发送模块和接收模块，在同一个模块中实现双频收发，本实用新型全部采用表贴封装的单片微波集成电路MMIC芯片，集成度较高，有利于整个收发模块的小型化，收发模块的控制程序烧录在闪存单片机中，便于在线修改和重复擦写；采用超小型集成非门芯片，简化了频率切换控制端口，缩小了模块体积；电源芯片转换效率高、体积小，有效控制了整个收发模块的功耗。本实用新型具有优良的技术指标，结构简单且小型化，调试方便，成本低，提高了器件的整体指标，实现其优良的性能。

Description

L频段双频微波收发模块

技术领域

本实用新型属于微波技术领域，涉及微波收发器件，具体为一种L频段双频微波收发模块。

背景技术

微波无线收发系统将低频信号转变成高频微波信号发射出去，同时接收微波信号转变成低频信号处理主要依靠的就是微波收发模块，它是微波收发系统的重要组成部分。微波无线收发系统一般要求微波收发模块具有较高的输出功率、增益和良好的线性度，较低的驻波、噪声系数，较好的带内平坦度等。而可以实现小型化的双频收发模块，在目前国内市场上还在少数，由于其高集成和小型化的特点，所以在结构加工，材料的焊接工艺等很难保证上述要求，或者就是结构复杂，不容易调试，大批量生产受到限制。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有微波收发模块在技术指标、集成度、小型化、调试及批量生产等方面难以均衡满足要求，需要提供一种技术指标优良的微波收发模块，其结构紧凑，容易调试，易于生产，能有效地满足双频微波无线收发系统的要求。

本实用新型的技术方案为：L频段双频微波收发模块，包括发送模块和接收模块，其特征是发送模块包括功率分配器、两个频率综合器、发送频率选择开关、中频输入自动增益控制器、数控衰减器和发送混频器，接收模块包括接收频率选择开关、两个中频输出自动增益控制器、接收混频器和定向耦合器，还包括闪存单片机、电源芯片、非门芯片、多个射频同轴SMA连接器和插入式矩形连接器，参考输入信号经功率分配器分别输入两个频率综合器，两频率综合器各输出两组频率信号，一组输入发送频率选择开关，另一组输入接收频率选择开关；在发送模块，中频输入自动增益控制器和数控衰减器依次连接，发送频率选择开关的输出与数控衰减器的输出共同输入发送混频器；在接收模块，接收信号输入定向耦合器，定向耦合器与接收频率选择开关的输出共同输入接收混频器，接收混频器的输出连接两中频输出自动增益控制器后输出；闪存单片机连接两个频率综合器，电源芯片连接各元器件供电，非门芯片连接发送频率选择开关和接收频率选择开关，射频同轴连接器SMA设置在发送模块和接收模块的输入端和输出端，各元器件间的电信号通过插入式矩形连接器连接。

进一步的，发送混频器和接收混频器的输入端和输出端均设有滤波器和放大器，发送混频器的输出端还设有与发送频率选择开关联动的滤波频率选择开关。

定向耦合器设有两路信号输出端，一路为信号直接输出端，一路连接接收混频器。

本实用新型优选所有元器件为单片微波集成电路MMIC芯片，设置在宽介电常数聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔基板上，所述基板与元器件设置在铝屏蔽盒体内。

本实用新型全部采用表贴封装的单片微波集成电路MMIC芯片，集成度较高，有利于整个收发模块的小型化，收发模块的控制程序烧录在闪存单片机中，便于在线修改和重复擦写；采用超小型集成非门芯片，简化了频率切换控制端口，缩小了模块体积；电源芯片转换效率高、体积小，有效控制了整个收发模块的功耗。

本实用新型所用的射频同轴连接器SMA和插入式矩形连接器，使得结构比较紧凑，装配简单，性能可靠，损耗小，易于集成；所用的宽介电常数聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔基板介电常数宽，并具有优异的机械、化学和物理电气性能；在一块电路板上集成所有的功能电路，极大减小整个电路体积，便于模块的小型化、一体化设计。

本实用新型具有优良的技术指标，结构简单且小型化，调试方便，成本低，提高了器件的整体指标，实现其优良的性能。

附图说明

图1为本实用新型发送模块的结构示意图。

图2为本实用新型接收模块的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括发送模块和接收模块，发送模块包括功率分配器2、两个频率综合器3、发送频率选择开关41、中频输入自动增益控制器71、数控衰减器8和发送混频器91，接收模块包括接收频率选择开关42、两个中频输出自动增益控制器72、接收混频器92和定向耦合器10，还包括闪存单片机11、电源芯片12、非门芯片13、六个射频同轴连接器SMA和插入式矩形连接器，参考输入信号经功率分配器2分别输入两个频率综合器3，两个频率综合器3各输出两组频率信号，一组输入发送频率选择开关41，另一组输入接收频率选择开关42；在发送模块，中频输入自动增益控制器71和数控衰减器8依次连接，发送频率选择开关41的输出与数控衰减器8的输出共同输入发送混频器91；在接收模块，接收信号输入定向耦合器10，定向耦合器10与接收频率选择开关42的输出共同输入接收混频器92，接收混频器92的输出连接两中频输出自动增益控制器72后输出。发送混频器91和接收混频器92的输入端和输出端均设有滤波器6和放大器5，发送混频器91的输出端还设有与发送频率选择开关41联动的滤波频率选择开关43。闪存单片机11连接两个频率综合器3，电源芯片12连接各元器件供电，非门芯片13连接发送频率选择开关41和接收频率选择开关42，射频同轴连接器SMA设置在发送模块和接收模块的输入端和输出端，各元器件间的电信号通过插入式矩形连接器连接。

其中，非门芯片13用来控制发送频率选择开关41和接收频率选择开关42的输出路径；射频同轴SMA连接器共6个，用来连接所有发射、接收射频信号。包括参考信号输入端、中频信号输入端、发送信号输出端、接收信号输入端、信号耦合器10的信号直接输出端。插入式矩形连接器采用FC-10P插入式矩形连接器，用来连接所有电源和控制信号，包括与两个频率综合器3、发送频率选择开关41、中频输入自动增益控制器71、数控衰减器8、接收频率选择开关42、两中频输出自动增益控制器72、闪存单片机11、电源芯片12、非门芯片13、放大器5的电源或控制信号端口。

参考输入信号经过功率分配器2一分为二，进入两个频率综合器3，其各输出1个频率，两个频率形成第一组——A频，分别提供给收发模块；通过闪存单片机11程序控制，两个频率综合器3还输出第二组-B频，分别提供给收发模块。同时通过发送频率选择开关41和接收频率选择开关42的选通，控制两组频率的输出路径，达到在同一个模块中实现A/B两组频率程控切换的目的。

其中，闪存单片机11烧录一段程序，形成两组一一对应控制两个频率综合器3输出。收发模块的发送频率选择开关41和接收频率选择开关42的选通关断顺序，由非门13构成的端口通过程序控制，与频率综合器3输出路径保持一致。

模块各芯片所需不同的供电电源由电源芯片12转换得到，效率高、体积小，并简化了供电端口。

发送模块，中频信号先进行放大，经过中频输入自动增益控制器71、数控衰减器8和滤波后，与发送频率选择开关41输出信号输入发送混频器91进行混频，混频后的信号经过滤波、放大，发射出去，由于是双频，发送混频器91的输出端对应设置与发送频率选择开关41联动的滤波频率选择开关43，以选择对应频率波段的滤波器。

接收模块，接收信号先进行滤波、放大，送入定向耦合器10，然后与接收频率选择开关42的输出信号在接收混频器92进行混频；混频后的信号先进行滤波、放大，最后经过两中频输出自动增益控制器72和滤波后输出至中频处理。同时，接收信号经过定向耦合器10的一路直接输出，用来测试系统接收电平裕量。

本实用新型模块电路的设计，依托宽介电常数聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔基板的应用，使得电路的性能得以充分发挥，保证了各项指标的实现；采用泰州市旺灵绝缘材料厂的F₄BK型号的国产板材替代进口板材，有效减少成本和研制周期。

具体实施本实用新型时，在相关电磁场仿真软件中建立整个器件的模型，设定并求解相关参数，得到最佳性能，下面是由系统的需求而设计的微波收发模块技术指标：

1)工作温度：-40℃～+55℃

2)存储温度：-55℃～+70℃

3)晶振输入：50MHz

4)中频输入：350±5MHz，-35～-10dBm(AGC范围)

5)发射输出：2570±5MHz(A频)/1880±5MHz(B频)，0±3dBm

6)接收输入：1880±5MHz(A频)/2570±5MHz(B频)，-65～-20dBm(AGC范围)

7)中频输出：140±5MHz，0±3dBm

8)接收耦合输出：1880±5MHz(A频)/2570±5MHz(B频)，(-60～-15)±3dBm

9)相位噪声：≤-85dBc/Hz@10KHz

10)带内平坦度：≤±1.5dB

11)带外杂散：≤-60dBc

12)谐波：≤-20dBc

13)自动增益控制：自动增益控制(AGC)范围内，输出功率变化≤3dB，接收AGC输出电压范围(+0.2～+0.9V)

14)衰减控制：由端口控制，定义高电平为(+5±0.2V)、低电平为(0+0.2V)，衰减范围(0～31dB)，步进1dB，精度±1dB

15)开关控制：由端口控制，定义高电平为(+5±0.2V)，低电平为(0+0.2V)

16)频综程序控制：由端口控制A/B组频综程序输出，定义高电平为(+5±0.2V)A频输出，低电平为(0+0.2V)B频输出

17)频综检波输出：由端口输出，定义高电平(+2.6～+3.6V)锁定，低电平(0～+0.4V)失锁

18)供电电源：直流+5±0.1V，功耗≤2W

19)接口：微波信号接口为射频同轴连接器SMA，电源/控制信号接口为FC-10P插入式矩形连接器

20)外形尺寸：≤221.4mm×43.4mm×26.5mm(长×宽×高)

21)外观重量：铝壳全屏蔽，电化学氧化(本色)，≤0.3kg

Claims (5)

1.L频段双频微波收发模块，包括发送模块和接收模块，其特征是发送模块包括功率分配器(2)、两个频率综合器(3)、发送频率选择开关(41)、中频输入自动增益控制器(71)、数控衰减器(8)和发送混频器(91)，接收模块包括接收频率选择开关(42)、两个中频输出自动增益控制器(72)、接收混频器(92)和定向耦合器(10)，还包括闪存单片机(11)、电源芯片(12)、非门芯片(13)、多个射频同轴SMA连接器和插入式矩形连接器，参考输入信号经功率分配器(2)分别输入两个频率综合器(3)，两频率综合器(3)各输出两组频率信号，一组输入发送频率选择开关(41)，另一组输入接收频率选择开关(42)；在发送模块，中频输入自动增益控制器(71)和数控衰减器(8)依次连接，发送频率选择开关(41)的输出与数控衰减器(8)的输出共同输入发送混频器(91)；在接收模块，接收信号输入定向耦合器(10)，定向耦合器(10)与接收频率选择开关(42)的输出共同输入接收混频器(92)，接收混频器(92)的输出连接两中频输出自动增益控制器(72)后输出；闪存单片机(11)连接两个频率综合器(3)，电源芯片(12)连接各元器件供电，非门芯片(13)连接发送频率选择开关(41)和接收频率选择开关(42)，射频同轴连接器SMA设置在发送模块和接收模块的输入端和输出端，各元器件间的电信号通过插入式矩形连接器连接。

2.根据权利要求1所述的L频段双频微波收发模块，其特征是发送混频器(91)和接收混频器(92)的输入端和输出端均设有滤波器(6)和放大器(5)，发送混频器(91)的输出端还设有与发送频率选择开关(41)联动的滤波频率选择开关(43)。

3.根据权利要求1或2所述的L频段双频微波收发模块，其特征是定向耦合器(10)设有两路信号输出端，一路为信号直接输出端，一路连接接收混频器(92)。

4.根据权利要求1或2所述的L频段双频微波收发模块，其特征是所有元器件为单片微波集成电路MMIC芯片，设置在宽介电常数聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔基板上，所述基板与元器件设置在铝屏蔽盒体内。

5.根据权利要求3所述的L频段双频微波收发模块，其特征是所有元器件为单片微波集成电路MMIC芯片，设置在宽介电常数聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔基板上，所述基板与元器件设置在铝屏蔽盒体内。

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