CN205051653U - 一种6-18GHz下变频组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种6-18GHz下变频组件，包括依次连接的收发开关、限幅低噪声放大器、预选滤波单元、一次混频器、第一中频开关滤波器、二次混频器、数控衰减单元、第二中频滤波器、三次混频器和第三中频放大单元，还包括二本振移相单元，所述二本振移相单元与所述二次混频器相连接。本实用新型提供的6-18GHz下变频组件，信号传输连续性好，可靠性高，其预选滤波单元采用了MEMS滤波器，大大减小了组件体积；各功能单元直接使用芯片组建，集成度高；射频电路使用多层板做射频地和信号连接，结构紧凑；电路尺寸小，可以很好地满足实际应用的需要。

Description

一种6-18GHz下变频组件

技术领域

本实用新型属于变频电子设备技术领域，具体涉及一种6-18GHz下变频组件。

背景技术

6-18GHz下变频组件(以下简称下变频组件)是一种主要用于电子侦查、电子对抗、相控阵雷达等电子系统设备中的电子部件。这种产品的主要功能是将宽频带的微波信号下变频为数字AD芯片可以采样的窄带低频信号。目前下变频组件的传统方案是将6-18GHz信号分段滤波，然后两次变频到一个比较低的中频信号。传统下变频组件采用分立式的电子器件，如：低噪声放大器、滤波器、混频器、移相器、固态开关等，在电路中组合以实现变频的功能。

目前传统下变频组件的主要缺点是：1)采用的电子器件在下变频组件电路中的装配互联会产生信号传输的不连续性，会影响组件整体指标；2)这些器件的装配会使得组件体积难以缩小，造成整机结构复杂难以设计；3)器件数量种类繁多，只要一个器件失效，就会影响系统正常工作，系统的可靠性不高。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的6-18GHz下变频组件。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种6-18GHz下变频组件，包括依次连接的收发开关、限幅低噪声放大器、预选滤波单元、一次混频器、第一中频开关滤波器、二次混频器、数控衰减单元、第二中频滤波器、三次混频器和第三中频放大单元，还包括二本振移相单元，所述二本振移相单元与所述二次混频器相连接。

进一步地，所述预选滤波单元由第一单刀5掷开关、第二单刀5掷开关、第一单刀4掷开关、第二单刀4掷开关和八个mems滤波器组成，其中：所述第一单刀5掷开关与所述第二单刀4掷开关相连接，并通过四个所述mems滤波器与所述第一单刀4掷开关相连接；所述第一单刀4掷开关与所述第二单刀5掷开关相连接；所述第二单刀4掷开关通过另外四个所述mems滤波器与所述第二单刀5掷开关相连接。

进一步地，所述二次混频器为HMC787LC3B高线性混频器。

进一步地，所述数控衰减单元为HMC472LP4。

本实用新型提供的6-18GHz下变频组件，信号传输连续性好，可靠性高，其预选滤波单元采用了MEMS滤波器，大大减小了组件体积；各功能单元直接使用芯片组建，集成度高；射频电路使用多层板做射频地和信号连接，结构紧凑；电路尺寸小，可以很好地满足实际应用的需要。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为预选滤波单元的结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种6-18GHz下变频组件，包括依次连接的收发开关、限幅低噪声放大器、预选滤波单元、一次混频器、第一中频开关滤波器、二次混频器、数控衰减单元、第二中频滤波器、三次混频器和第三中频放大单元，还包括二本振移相单元，所述二本振移相单元与所述二次混频器相连接。

所述预选滤波单元包括相互连接的MMIC开关和MEMS滤波器。

微波信号由收发开关公共端输入，进入限幅低噪声放大器进行放大，然后进入预选滤波器单元分段预选，一次混频器将经过预选的信号与第一本振进行混频得到第一中频，然后输入第一中频开关滤波器滤波，二次混频器将经过滤波的第一中频与第二本振混频得到第二中频，第二中频进入数控衰减单元，然后进入第二中频滤波器，三次混频器将来自中频滤波器的第二中频与第三本振混频得到第三中频，第三中频进入第三中频放大单元最后对外输出。

输出两个中频720MHZ带宽200MHz和75MHz，带宽20MHz。主要技术指标有：

1.输入参考信号频率：6～18GHz；

2.输出中频信号频率：75MHz带宽20MHz，720MHZ带宽200MHz；

3.增益平坦度：75MHz：70±2dB，720MHz：55±2dB；

4.增益调整范围：步进：0.5dB,7BIT，衰减精度±1dB；

5.噪声系数：≤8；

6.P-1dB输入：≥-12dBm；

7.通道幅度一致性：≤±1.5dB；

8.通道相位一致性：≤±10°；

9.杂散：≤-60dBc；

10.镜频抑制：≤-60dBc；

11.通道切换和数控响应时间：≤180ns；

12.发射输入：6～18GHz(≥5dBm)；

13.发射输出功率：≥9dBm；

14.电源管理：≤150ns(可独立切断发射支路电源)；

15.本振输入：本振111.3～18GHz≥2dBm，本振24.02/4.58GHz≥2dBm。

射频部分先在最前面实现开关切换发射和接收的功能，接收信号直接进入变频组件，发射信号通过外部接口进来，经过模块放大从模块的射频接口发射出去。发射和接收通道各有一个放大器，开关切换的时候对应的放大器也对应开关放大器的供电。这样不仅使放大器断电能提高收发隔离度，也能满足系统要求的响应时间≤150ns。

后面通过8路开关滤波器组进行预选滤波，预选滤波的频率分段根据整个变频方案计算，镜频频率的计算公式是：镜频＝本振×2－射频，根据方案指标计算的预选滤波单元分段如下：

预选滤波单元采用MEMS滤波器，MEMS滤波器不仅具有优异的频率选择能力(高Q)和低的插入损耗，而且在体积上远小于传统微波滤波器。根据提供的MEMS滤波器指标，计算滤波器尺寸单个MEMS滤波器的宽度最大有5mm。保证滤波器能够达到带外的高抑制度，微带线与MEMS滤波器连接地方变成共面波导传输线结构，用金带键合相连，特别是共面波导结构和MEMS滤波器的接地端也要键合相连，保证地的连续性，这样做能保证MEMS滤波器高本底抑制。输入信号先经过第一单刀5掷开关经过第一4路开关滤波器组，第一4路开关滤波器组由第一mems滤波器、第二mems滤波器、第三mems滤波器和第四mems滤波器组成，分一路到后面再经过第二单刀4掷开关和第二4路开关滤波器组，第二4路开关滤波器组由第五mems滤波器、第六mems滤波器、第七mems滤波器和第八mems滤波器组成，最后由第二单刀5掷开关合起来，各通道增加一路SPST开关增加隔离，第一单刀5掷开关和第二单刀5掷开关以及第一单刀4掷开关和第二单刀4掷开关分别采用macom公司的MA4SW510B-1和MA4SW410B-1，隔离指标都是30dB，spst开关采用中电13所的NC1669C-218，隔离指标40dB，总的隔离指标就是30+30+40＝100dB，远大于滤波器最高的带外抑制指标65dbc。预选滤波单元后面是一次混频器，射频信号6-18GHz混频到中频5.3GHz和3.3GHz，经过第一中频开关滤波器滤除本振、射频信号和其它的交调杂散信号，对大信号的本振和射频滤波器的抑制要达到65dbc以上。该部分的尺寸仅有60mm×24mm。

如图2所示，预选滤波单元由2个单刀5掷开关、2个单刀4掷开关和8个mems滤波器组成。第一单刀5掷开关的输出1端连接第二单刀4掷开关的输入端，第一单刀5掷开关的输出2连接第一mems滤波器的输入端，第一单刀5掷开关的输出3连接第二mems滤波器的输入端，第一单刀5掷开关的输出4连接第三mems滤波器的输入端，第一单刀5掷开关的输出5连接第四mems滤波器的输入端；第一mems滤波器的输出端连接第一单刀4掷开关的输入端1，第二mems滤波器的输出端连接第一单刀4掷开关的输入端2，第三mems滤波器的输出端连接第一单刀4掷开关的输入端3，第四mems滤波器的输出端连接第一单刀4掷开关的输入端4；第一单刀4掷开关的输出端连接第二单刀5掷开关的输出端5；第二单刀4掷开关的输出1连接第五mems滤波器的输入端，第二单刀4掷开关的输出2连接第六mems滤波器的输入端，第二单刀4掷开关的输出3连接第七mems滤波器的输入端，第二单刀4掷开关的输出4连接第八mems滤波器的输入端；第五mems滤波器的输出端连接第二单刀5掷开关的输入端1，第六mems滤波器的输出端连接第二单刀5掷开关的输入端2，第七mems滤波器的输出端连接第二单刀5掷开关的输入端3，第八mems滤波器的输出端连接第二单刀5掷开关的输入端4。信号由第一单刀5掷开关的输入端进入，由第二单刀5掷开关的输出端输出，通过开关逻辑控制可以选择通过任何一个mems滤波器，达到预选滤波的效果。

后面是二次混频器、数控衰减单元、第二中频滤波器、三次混频器、第三中频放大单元等单元。由一个罗杰斯3580的多层射频板实现。二次混频器采用高线性混频器HMC787LC3B，混频出来先经过一个贴片的LTCC低通滤波器LFCN-1400先滤除二本振移相单元和第一中频开关滤波器信号，然后进入数控衰减单元HMC472LP4，步进0.5dB，衰减范围31dB，再经过一个背后贴片的带通滤波器，然后再进入第二级数控衰减器HMC472LP4，两级数控的组合衰减可以达到指标要求的60dB的衰减控制量。此次产生一个720MHz的中频输出，后面再经过一个带宽20MHz的带通滤波器，再与后面的第三本振795MHz混频，产生75MHz中频，经过40dB增益的放大后输出。

本实用新型提供的6-18GHz下变频组件，信号传输连续性好，可靠性高，其预选滤波单元采用了MEMS滤波器，大大减小了组件体积；各功能单元直接使用芯片组建，集成度高；射频电路使用多层板做射频地和信号连接，结构紧凑；电路尺寸小，可以很好地满足实际应用的需要。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种6-18GHz下变频组件，其特征在于，包括依次连接的收发开关、限幅低噪声放大器、预选滤波单元、一次混频器、第一中频开关滤波器、二次混频器、数控衰减单元、第二中频滤波器、三次混频器和第三中频放大单元，还包括二本振移相单元，所述二本振移相单元与所述二次混频器相连接。

2.根据权利要求1所述的6-18GHz下变频组件，其特征在于，所述预选滤波单元由第一单刀5掷开关、第二单刀5掷开关、第一单刀4掷开关、第二单刀4掷开关和八个mems滤波器组成，其中：所述第一单刀5掷开关与所述第二单刀4掷开关相连接，并通过四个所述mems滤波器与所述第一单刀4掷开关相连接；所述第一单刀4掷开关与所述第二单刀5掷开关相连接；所述第二单刀4掷开关通过另外四个所述mems滤波器与所述第二单刀5掷开关相连接。

3.根据权利要求1所述的6-18GHz下变频组件，其特征在于，所述二次混频器为HMC787LC3B高线性混频器。

4.根据权利要求1所述的6-18GHz下变频组件，其特征在于，所述数控衰减单元为HMC472LP4。