CN207184477U - 一种x波段收发信机 - Google Patents

Abstract

一种X波段收发信机，其包括X波发射处理单元和X波接收处理单元，X波发射处理单元和X波接收处理单元串接，X波发射处理单元包括发射中频链路、发射混频器、发射滤波器、前级放大链路、射频开关、推动级放大链路、发射隔离器和发送链路，发射中频链路、发射混频器、发射滤波器、前级放大链路、射频开关、推动级放大链路、发射隔离器和发送链路依次串接。本实用新型实施例的有益效果是：通过将收发信机模块化分为X波发射处理单元和X波接收处理单元，实现模块化管理，将X波发射处理单元分成三级放大，前级放大链路，推动级放大链路和发送链路，使收发信机在X波段内的占空比增大，脉冲宽度变宽，使收发信机的收发效率更高。

Description

一种X波段收发信机

技术领域

本实用新型涉及信号传输领域，具体而言，涉及一种X波段收发信机。

背景技术

微波收发信机用于将具有基带电平的基带信号转变成大功率的射频信号。一般信号主信道由调制器、中频放大器、上变频器和射频功率放大器组成。基带信号的调制一般在中频进行，模拟微波一般采用调频制；数字微波则一般采用多相移相键控或多元正交调幅制。

一般中频放大为上变频器提供足够大的混频激励信号用以补偿变频损失；一般上变频器则将已调中频信号变为射频信号，并为射频功率放大器提供激励，然后射频功率放大器将功率提高到所需水平完成收发信机的收发工作。

但目前的收发信机，由于收发信机自我配置的约束，只能在较窄的信道带宽内发展高阶调制技术，这样对整机的功耗、功放的效率、射频的线性化等指标提出了极高的要求，会难以适应设备小型化、高速、远距离传输的新要求。

并且目前X波段下的收发信机若使用低电压输入，会导致发信机的占空比低，若使用较高输入电压，又会导致收发信机失调的现象，使收发信机的电压调节范围达不到要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种X波段收发信机，其能够实现收发信机的模块化，解决收发信机在X波段内的占空比低、脉冲宽度低的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种X波段收发信机，其包括X波发射处理单元和X波接收处理单元，X波发射处理单元和X波接收处理单元串接，X波发射处理单元包括发射中频链路、发射混频器、发射滤波器、前级放大链路、射频开关、推动级放大链路、发射隔离器和发送链路，发射中频链路、发射混频器、发射滤波器、前级放大链路、射频开关、推动级放大链路、发射隔离器和发送链路依次串接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述X波发射处理单元还包括发射本振放大单元、发射环形器和发射耦合器，发射本振放大单元的输出端与发射混频器输入端连接，发射环形器的输入端与发送链路的输出端连接，发射耦合器的输入端与发射环形器的输出端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述发射本振放大单元包括发射本振放大器、发射本振功率分配器和发射本振滤波器，发射本振放大器包括第一发射本振放大器、第二发射本振放大器和第三发射本振放大器，发射本振滤波器包括为第一发射本振滤波器和第二发射本振滤波器，第一发射本振放大器的输出端与发射本振功率分配器的输入端连接，发射本振功率分配器的输出端分别与第二发射本振放大器和第三发射本振放大器，第二发射本振放大器与第一发射本振滤波器连接，第三发射本振放大器与第二发射本振滤波器连接，第一发射本振滤波器和第二发射本振滤波器的输出端与发射混频器连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述发射环形器包括至少两个端口，发射环形器为波导环形器。

在本实用新型较佳的实施例中，上述发射耦合器包括2路耦合检波电路，发射耦合器至少包括4个端口。

在本实用新型较佳的实施例中，上述X波接收处理单元包括接收耦合器、接收环形器、接收链路和接收本振放大电路，接收耦合器、接收环形器和接收链路依次串接，接收链路的输入端与接收本振放大电路的输出端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述接收链路包括接收限幅器、第一接收低噪声放大器、第一接收滤波器、第一接收混频器、第二接收滤波器、第二接收低噪声放大器、第二接收混频器、第三接收滤波器、第三接收低噪声放大器和接收衰减器，接收限幅器、第一接收低噪声放大器、第一接收滤波器、第一接收混频器、第二接收滤波器、第二接收低噪声放大器、第二接收混频器、第三接收滤波器、第三接收低噪声放大器和接收衰减器依次串接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述接收本振放大电路包括接收本振放大器和接收本振滤波器，接收本振放大器的输出端与接收本振滤波器的输入端连接，接收本振滤波器的输出端与接收链路中的第三接收滤波器的输入端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述收发信机还包括保护单元，保护单元的输入端与X波发射处理单元的输出端和X波接收处理单元的输入端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述收发信机还包括电源系统，电源系统包括电源转换单元，电源转换单元的输出端与发射链路、发射本振放大电路、接收本振放大电路和接收链路的输入端连接。

本实用新型实施例的有益效果是：通过将收发信机模块化分为X波发射处理单元和X波接收处理单元，实现模块化管理，将X波发射处理单元分成三级放大，前级放大链路，推动级放大链路和发送链路，使收发信机在X波段内的占空比增大，脉冲宽度变宽，使收发信机的收发效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例的整体结构图；

图2为本实用新型实施例的发射单元结构图；

图3为本实用新型实施例的发射本振放大单元结构图；

图4为本实用新型实施例的接收单元结构图。

图标：100-发射单元；200-发射本振放大单元；300-环形器；400-耦合器；500-接收单元；600-接收本振放大单元；110-发射中频链路；120-发射混频器；130-发射滤波器；140-前级放大链路；150-射频开关；160-推动级放大链路；170-发射隔离器；180-发送链路；210-发射本振放大器；220-发射本振功率分配器；230-发射本振滤波器；510-接收限幅器；520-低噪声放大器；530-接收混频器；540-接收滤波器；550-接收衰减器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

第一实施例

请参见图1，一种X波段收发信机，本实施例中的收发信机为适用于9.3～9.5GHz/40W收发信机，其包括X波发射处理单元和X波接收处理单元。X波发射处理单元的输出端与X波接收处理单元的输入端连接。

X波发射处理单元包括发射单元100、发射本振放大单元200、发射环形器300和发射耦合器400。

发射单元100具有两个输入端，一个输入端用于中频输入，另一输入端与发射本振放大单元200的输出端连接；发射单元100的输出端与发射环形器300的输入端连接，发射环形器300的输出端与发射耦合器400的输入端连接，发射X波从发射耦合器400的输出端输出。

请参见图2，发射单元100包括发射中频链路110、发射混频器120、发射滤波器130、前级放大链路140、射频开关150、推动级放大链路160、发射隔离器170和发送链路180。中频信号从发射中频链路110的输入端进入；发射混频器120具有两路输入端，其中一路输入端与发射中频链路110的输出端连接，另一输入端用于本振信号输入；发射混频器120的输出端与发射滤波器130的输入端连接；发射滤波器130的输出端与前级放大链路140的输入端连接；射频开关150具有两路输入端，一路用于与前级放大链路140的输出端连接，另一路用于与控制单元的输出端连接；射频开关150的输出端与推动级放大链路160的输入端连接；推动级放大链路160的输出端与发射隔离器170的输入端连接；发射隔离器170的输出端与发送链路180的输入端连接，X波射频信号从发送链路180的输出端输出。

发射混频器120是收发信机的关键组成部分，在射频前段占据重要地位，混频器是通信机的重要组成部件，在发射单元100中使用上混频，它将已调制的中频信号搬移到射频段，接收单元中使用下混频，它将接收单元的射频信号搬移到中频上。

请参见图3，发射本振放大单元200包括：发射本振放大器210、发射本振功率分配器220和发射本振滤波器230。

在发射本振放大单元200中，发射本振放大器210设置有两级放大器，分别为第一发射本振放大器210、第二发射本振放大器210和第三发射本振放大器210，第二发射本振放大器210与第三发射本振放大器210同属第二级放大器；发射本振滤波器230也设置有两个，分别为第一发射本振滤波器230和第二发射本振滤波器230。发射本振功率分配器220为一个一分二的功率分配器。

本振信号从第一发射本振放大器210的输入端输入，第一发射本振放大器210的输出端与发射本振功率分配器220的输入端连接，发射本振功率分配器220的输出端分别与第二发射本振放大器210和第三发射本振放大器210的输入端连接，第二发射本振放大器210的输出端与第一发射本振滤波器230的输入端连接，第三发射本振放大器210的输出端与第二发射本振滤波器230的输入端连接，第一发射本振滤波器230的输出端与发射单元100中的发射混频器120输入端连接；第二发射本振滤波器230的输出端与接收单元中的第一接收混频器的输入端连接。

发射环形器300：发射环形器300选用多端口的波导发射环形器300，利用发射环形器300实现射频信号在发射单元100-天线-接收单元的匹配、单向环形、双工、去耦和保护功能，选用波导发射环形器300，使发射环形器300在运作过程中的插损小，隔离度更高。

发射耦合器400：发射耦合器400选用双定向耦合器，双定向耦合器具有2路耦合检波电路，分别用于输出和反射功率，并且两路检波信号均送入控制保护单元。

请参见图1，X波接收处理单元包括接收耦合器400、接收环形器300、接收单元500和接收本振放大单元600。

接收耦合器400的输出端与接收环形器300的输入端连接，接收环形器300的输出端与接收单元500的输入端连接，接收本振放大电路的输出端与接收单元500的输入端连接。

请参见图4，接收单元500包括接收限幅器510、低噪声放大器520、接收混频器530、接收滤波器540和接收衰减器550；其中低噪声放大器520设置有三个，为方便说明将此三个低噪声放大器520命名为第一低噪声放大器520、第二低噪声放大器520和第三低噪声放大器520；接收混频器530设置有两个，为方便说明将此两个接收混频器530分别命名为第一接收混频器530和第二接收混频器530；接收滤波器540设置有三个，为方便说明将此是三个接收滤波器540分别命名为第一接收滤波器540、第二接收滤波器540和第三接收滤波器540。

接收信号从接收限幅器510的输入端输入；接收限幅器510、第一噪声放大器和第一接收滤波器540依次串接；第一接收混频器530的具有两路输入端，一端用于接收从第一接收滤波器540中输出的X波射频信号，另一端用于接收发射本振射频信号；第一接收混频器530的输出端与第二低噪声放大器520的输入端连接；第二接收混频器530也具有两路输入端，一路用于从第二低噪声放大器520中输出的X波射频信号，另一路用于吸收接收本振的射频信号；第三接收滤波器540具有两路输入端，一路用于接收从第二接收混频器530中输出的X波射频信号，另一路用于接收控制单元的输出信号；第三接收滤波器540的输出端与第三低噪声放大器520的输入端连接；第三低噪声放大器520的输出端与接收衰减器550的输入端连接，调制后的输出信号从接收衰减器550的输出端输出。

接收耦合器400:接收单元500中的接收耦合器400与发射单元100中的发射耦合器400为同一耦合器，选用双定向耦合器，双定向耦合器具有2路输出/反射耦合检波电路，两路检波信号均送入控制保护单元。

接收环形器300：接收单元500的环形器300与发射单元100的环形器300为同一环形器300，选用多端口的波导环形器300，利用环形器300实现射频信号在发射单元100-天线-接收单元500的匹配、单向环形、双工、去耦和保护功能，选用波导环形器300，使环形器300在运作过程中的插损更小，隔离度更高。

接收本振放大单元600包括接收本振放大器和接收本振滤波器，接收本振放大器的输出端与接收本振滤波器的输入端连接，接收本振滤波器的输出端与接收单元500中的第三接收滤波器540的输入端连接。

请参见图1，一种X波段收发信机，还包括保护控制单元700和电源转换单元800。

保护控制单元700负责各功能组件的控制及工作状态的采集、处理和监视，并接收和响应收发信机的控制和指令。收发信机采取集中监控管理，主要由主控电路、检波电路、脉冲采样电路组成。检波电路的输出端与脉冲采样电路的输入端连接，脉冲采样电路的输出端与主控电路的输入端连接。

保护控制单元700的工作原理是输出功率及反射功率信号通过检波电路检波后送入脉冲采样电路处理，脉冲采样电路对收发信机的波段、温度和其他监控信息送入主控电路进行幅值显示及故障判断，主控电路同时对上传的各项数据进行分析处理，并接受触摸屏及外控信号的指令操作,脉冲采样电路与检波电路、主控电路配合设计，使整个发射机电磁兼容，降低电磁发射和电磁敏感度。

保护控制单元700具有驻波保护、过温保护、故障报警等功能。可提供组件相关工作参数，如输出功率、工作温度、工作和故障状态。

电源系统包括电源转换单元800，电源转换单元800为发射单元100中的发射链路，发射本振放大电路单独供电，同时电源转换单元800为接收单元500中的接收单元500和接收本振放大电路单独供电。电源转换单元800电源转换单元800由DC/DC组成，为系统供电转换为收发组件各模块所需电压并对各模块供电。

发射单元100的工作原理：输入中频信号经过发射混频器120混频后，然后X波射频信号进入发射滤波器130中通过发射滤波器130将带外杂波滤除，滤除后的X波射频信号送入前级放大链路140中进行射频信号第一次放大，放大后的射频信号触发射频开关150后进入推动级放大链路160中进行第二次放大，射频信号从推动级放大链路160的输出端输出，进入发射隔离器170进行信号隔离，最后射频信号进入发送链路180中进行第三次放大并输出。前级放大链路140和推动级放大之间设有射频开关150，推动级放大和发送链路180间由隔离器进行隔离，提高发射链路的稳定度。

发射本振放大单元200的工作原理：本振信号从第一发射本振放大器210的输入端输入，本振信号进行第一次频率放大，然后经过第一次放大后的本振信号进入一分二功率分配器，一分二功率分配器将处理后的本振信号分成两路，两路本振信号分别进入第二发射本振放大器210和第三发射本振放大器210中进行本振信号第二次放大，经过第二次放大的两路本振信号分别进入第一发射本振滤波器230和第二发射本振滤波器230中将特定频率外的频率进行有效滤除。

综上所述，本实用新型通过将收发信机模块化分为X波发射处理单元和X波接收处理单元，实现模块化管理，将X波发射处理单元分成三级放大，前级放大链路，推动级放大链路和发送链路，使收发信机在X波段内的占空比增大，脉冲宽度变宽，使收发信机的收发效率更高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X波段收发信机，其特征在于，其包括X波发射处理单元和X波接收处理单元，所述X波发射处理单元和所述X波接收处理单元串接，所述X波发射处理单元包括发射中频链路、发射混频器、发射滤波器、前级放大链路、射频开关、推动级放大链路、发射隔离器和发送链路，所述发射中频链路、所述发射混频器、所述发射滤波器、所述前级放大链路、所述射频开关、所述推动级放大链路、所述发射隔离器和所述发送链路依次串接。

2.根据权利要求1所述的X波段收发信机，其特征在于，所述X波发射处理单元还包括发射本振放大单元、发射环形器和发射耦合器，所述发射本振放大单元的输出端与所述发射混频器输入端连接，所述发射环形器的输入端与所述发送链路的输出端连接，所述发射耦合器的输入端与所述发射环形器的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的X波段收发信机，其特征在于，所述发射本振放大单元包括发射本振放大器、发射本振功率分配器和发射本振滤波器，所述发射本振放大器包括第一发射本振放大器、第二发射本振放大器和第三发射本振放大器，所述发射本振滤波器包括为第一发射本振滤波器和第二发射本振滤波器，所述第一发射本振放大器的输出端与所述发射本振功率分配器的输入端连接，所述发射本振功率分配器的输出端分别与所述第二发射本振放大器和所述第三发射本振放大器连接，所述第二发射本振放大器与所述第一发射本振滤波器连接，所述第三发射本振放大器与所述第二发射本振滤波器连接，所述第一发射本振滤波器和所述第二发射本振滤波器的输出端与所述发射混频器连接。

4.根据权利要求2所述的X波段收发信机，其特征在于，所述发射环形器包括至少两个端口，所述发射环形器为波导环形器。

5.根据权利要求2所述的X波段收发信机，其特征在于，所述发射耦合器包括2路耦合检波电路，所述发射耦合器至少包括4个端口。

6.根据权利要求1所述的X波段收发信机，其特征在于，所述X波接收处理单元包括接收耦合器、接收环形器、接收链路和接收本振放大电路，所述接收耦合器、所述接收环形器和所述接收链路依次串接，所述接收链路的输入端与所述接收本振放大电路的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的X波段收发信机，其特征在于，所述接收链路包括接收限幅器、第一接收低噪声放大器、第一接收滤波器、第一接收混频器、第二接收滤波器、第二接收低噪声放大器、第二接收混频器、第三接收滤波器、第三接收低噪声放大器和接收衰减器，所述接收限幅器、所述第一接收低噪声放大器、所述第一接收滤波器、所述第一接收混频器、所述第二接收滤波器、所述第二接收低噪声放大器、所述第二接收混频器、所述第三接收滤波器、所述第三接收低噪声放大器和所述接收衰减器依次串接。

8.根据权利要求6所述的X波段收发信机，其特征在于，所述接收本振放大电路包括接收本振放大器和接收本振滤波器，所述接收本振放大器的输出端与所述接收本振滤波器的输入端连接，所述接收本振滤波器的输出端与所述接收链路中的第三接收滤波器的输入端连接。

9.根据权利要求1所述的X波段收发信机，其特征在于，所述收发信机还包括保护单元，所述保护单元的输入端与所述X波发射处理单元的输出端和所述X波接收处理单元的输入端连接。

10.根据权利要求1所述的X波段收发信机，其特征在于，所述收发信机还包括电源系统，所述电源系统包括电源转换单元，所述电源转换单元的输出端与所述发送链路发射本振放大电路、接收本振放大电路和接收链路的输入端连接。