CN207926574U - 一种小型化多通道接收前端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化多通道接收前端，包括天线开关电路和射频混频器，所述天线开关电路的信号端接收天线信号，所述天线开关电路的输出端通过带通滤波器连接有低噪音放大器，所述低噪音放大器的信号端通过射频混频器连接有正交解调电路，所述正交解调电路的信号端通过中频滤波器连接有中频解调器，将射频信号转换为中频，中频信号通过中频混频器下变频到基带信号，从频域角度分析，混频器实际上完成了频谱的线性搬移，从时域角度上，则是通过将两个不同频率信号相乘叠加得以实现，使得混频器本振功率不高，维持在0dBm左右，且具有良好线性，高隔离，超宽带的特点。

Description

一种小型化多通道接收前端

技术领域

本实用新型涉及接收前端领域，具体为一种小型化多通道接收前端。

背景技术

多通道接收前端组件需要实现将频率2～18GHz宽带信号转化成中心频率为750MHz的窄带信号；通过两次变频提高输出信号的杂散抑制，将多个通道放在一个ASAAS标准模块内，采用LAM2接口实现模块小型化，但是现有的多通道接收前端还存在以下不足之处：

例如，申请号为201420856348.6，专利名称为一种大幅提升工作响应速度的多通道小型化超导接收前端的集成结构的实用新型专利：

其在真空低温环境下通过非金属复合材料替代常规的金属材料，降低了系统的热熔，解决了多通道小型化超导接收前端从开机到正常工作的降温时间过长的难题，能够有效地提升雷达的工作响应速度。

但是，现有的小型化多通道接收前端存在以下缺陷：

(1)现有的多通道接收前端使用混频器线性度较低，信号频率由一个量值变换为另一个量值变换时，容易受外界信号的干扰，实用性较差；

(2)现有的多通道接收前端由于混频器隔离度不够，射频本振信号容易通过混频器，泄露到中频端，然后在后级中频放大，提高底部噪声，造成有用信号的信噪比下降。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本实用新型提供一种小型化多通道接收前端，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型化多通道接收前端，包括天线开关电路和射频混频器，所述天线开关电路的信号端接收天线信号，所述天线开关电路的输出端通过带通滤波器连接有低噪音放大器，所述低噪音放大器的信号端通过射频混频器连接有正交解调电路，所述正交解调电路的信号端通过中频滤波器连接有中频解调器；

所述天线开关电路包括开关控制芯片，所述开关控制芯片的输入端连接有第一电容，所述有第一电容的另一端连接有第二电容，所述第二电容的两端并接有第三电容和第四电容，所述第三电容和第四电容的另一端直接接地，所述开关控制芯片的计数端还连接有第一滤波电容，所述开关控制芯片的计数端还通过第一电阻连接有控制发射信号线，所述开关控制芯片的输入端还分别连接有第二滤波电容和控制接收信号线，所述开关控制芯片的发射端还通过第三滤波电容连接有发射信号线，所述所述开关控制芯片的接收端还通过第四滤波电容连接有接收信号线。

进一步地，所述射频混频器的内部设置有控制芯片，所述控制芯片的射频端通过第五滤波电容连接有第一电感，所述控制芯片的第三引脚还连接有第五电容，所述第五电容的总线上串接有第二电感，所述第二电感的另一端分别连接有第二电阻和第三电阻，所述第三电阻的另一端连接有同轴连接器，所述第二电感的总线上还连接有射频接收信号线。

进一步地，所述控制芯片的射频端还连接有第六电容和第三电感，所述第六电容和第三电感之间并联连接，所述第六电容和第三电感的并接总线上还串接有第七电容，所述第七电容的另一端连接有射频输出信号线。

进一步地，所述控制芯片的第六引脚还连接有第四电感，所述第四电感的总线上还分别连接有第六滤波电容和第七滤波电容，所述第六滤波电容和第七滤波电容之间并联连接，所述第六滤波电容和第七滤波电容的另一端均接地。

进一步地，所述第四电感的总线线路上还连接有混频信号输入线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的多通道接收前端，将射频信号转换为中频，中频信号通过中频混频器下变频到基带信号，从频域角度分析，混频器实际上完成了频谱的线性搬移，从时域角度上，则是通过将两个不同频率信号相乘叠加得以实现，使得混频器本振功率不高，维持在0dBm左右，且具有良好线性，高隔离，超宽带的特点；

(2)本实用新型的多通道接收前端，在信号进入LNA之前加带通滤波器，来抑制带外干扰，降低带外噪声电平，以避免出现LNA饱和失真，同时在在混频器输出端增加中频滤波器，以滤除带外干扰。

附图说明

图1为本实用新型的天线开关电路图；

图2为本实用新型的射频混频器内部电路图；

图3为本实用新型的整体结构示意图。

图中标号：

1-天线开关电路；2-带通滤波器；3-低噪音放大器；4-射频混频器；5-正交解调电路；6-中频滤波器；7-中频解调器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种小型化多通道接收前端，包括天线开关电路1和射频混频器4，所述天线开关电路1的信号端接收天线信号，所述天线开关电路1的输出端通过带通滤波器2连接有低噪音放大器3，所述低噪音放大器3采用RF3587型号的双通道低噪放大器，通过控制开关，可以自由切换高增益模式和通道模式，所述低噪音放大器3的信号端通过射频混频器4连接有正交解调电路5，所述射频混频器4采用ADL5350型号的被动型混频器，以滤除带外干扰型号，所述正交解调电路5的信号端通过中频滤波器6连接有中频解调器7。

本实施例中，接收系统采用超外差式接收电路架构，工作频率为1.5GHz～25.7GHz，采用多路时分双工(TDD)方式。

本实施例中，当强信号从天线端口输入时，为避免LNA、混频器、中频放大器等进入饱和区，引起饱和失真，通过管脚控制切换，LNA进入直通模式，其典型增益为-5dB，经过后端相关模块的放大，输入到正交解调器的信号为-40dBm；当弱信号从天线端口输入，LNA进入放大模式，其增益有28dB，而输入到解调器的端口信号为-5dBm，天线端口的最大信号与最小信号输入差值，即为链路的动态范围为69dB。

本实施例中，采用声表滤波器作为带通滤波器来抑制带外干扰，降低带外噪声电平，以避免出现LNA饱和失真。

本实施例中，控制系统采用时分双工工作方式，发射接收共用相同频段，所以要采用开关切换发射和接收电路，射频开关的主要指标有工作频段、开关切换速度、插入损耗，隔离度及最大承受功率等。

所述天线开关电路1包括开关控制芯片UPG，所述开关控制芯片UPG的输入端连接有第一电容C1，所述有第一电容C1的另一端连接有第二电容C2，所述第二电容C2的两端并接有第三电容C3和第四电容C4，所述第三电容C3和第四电容C4的另一端直接接地GND，所述开关控制芯片UPG的计数端还连接有第一滤波电容CS1，所述开关控制芯片UPG的计数端还通过第一电阻R1连接有控制发射信号线CRTL_TX，所述开关控制芯片UPG的输入端还分别连接有第二滤波电容CS2和控制接收信号线CTRL_RX，所述开关控制芯片UPG的发射端还通过第三滤波电容CS3连接有发射信号线TX，所述所述开关控制芯片UPG的接收端还通过第四滤波电容CS4连接有接收信号线RX。

进一步说明的是，所述开关控制芯片UPG采用uPG2176T5N型号的高功率输入的单刀双掷开关，具有低插入损耗和高隔离度的特征，其开关切换为100纳秒左右，满足系统的切换速度要求。

进一步说明的是，天线开关电路1是将天线SMA端口输入到uPG2176T5N芯片中，接收电路RX接到OUT2，发射电路TX接到OUT1，逻辑控制为CTRL_TX和CTRL_RX两个管脚，其电平互为反相，出于节约基带控制信号数量的原则，在电路上加一个反相器，CTRL_TX从基带引入，CTRL_TX的高电平为3V输入，经过反相器转换，输出地点品0V作为CTRL_RX信号；反之，若CTRL_TX为低电平0V，则CTRL_RX为3V高电平。

进一步说明的是，天线开关电路1中uPG2176T5N芯片在2.5G频带的插入损耗典型值为0.5dB，隔离度为-20dB，满足电路性能要求。

所述射频混频器4的内部设置有控制芯片UL，所述控制芯片UL采用ADL5350型号的混频芯片，所述控制芯片UL的射频端通过第五滤波电容CS5连接有第一电感L1，所述控制芯片UL的第三引脚还连接有第五电容C5，所述第五电容C5的总线上串接有第二电感L2，所述第二电感L2的另一端分别连接有第二电阻R2和第三电阻R3，所述第三电阻R3的另一端连接有同轴连接器MM，所述第二电感L2的总线上还连接有射频接收信号线RX_RF，所述控制芯片UL的射频端还连接有第六电容C6和第三电感L3，所述第六电容C6和第三电感L3之间并联连接，所述第六电容C6和第三电感L3的并接总线上还串接有第七电容C7，所述第七电容C7的另一端连接有射频输出信号线RF_OUT，所述控制芯片UL的第六引脚还连接有第四电感L4，所述第四电感L4的总线上还分别连接有第六滤波电容CS6和第七滤波电容CS7，所述第六滤波电容CS6和第七滤波电容CS7之间并联连接，所述第六滤波电容CS6和第七滤波电容CS7的另一端均接地GND，所述第四电感L4的总线线路上还连接有混频信号输入线RX_MIXER_IN。

本实施例中，通过调节控制芯片UL结内漏极到源极通道的导通能力，得以控制信号输出，本振信号连接到内部的缓冲放大器，放大器保证本振信号强度满足驱动要求，射频信号进入到混频器输入端之前，须经由第一电感L1和第五滤波电容CS5组成的带通滤波器，这个滤波器用于抑制带外噪声和镜像信号进入到混频器中，考虑到本振到中频的信号泄露，以及射频到本振的信号泄露，需要在中频输出加一个滤波网络，以尽可能降低射频和本振信号对于中频的干扰，通过优化调试，第六电容C6和第三电感L3组成了这个陷波网络。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种小型化多通道接收前端，包括天线开关电路(1)和射频混频器(4)，其特征在于：所述天线开关电路(1)的信号端接收天线信号，所述天线开关电路(1)的输出端通过带通滤波器(2)连接有低噪音放大器(3)，所述低噪音放大器(3)的信号端通过射频混频器(4)连接有正交解调电路(5)，所述正交解调电路(5)的信号端通过中频滤波器(6)连接有中频解调器(7)；

所述天线开关电路(1)包括开关控制芯片(UPG)，所述开关控制芯片(UPG)的输入端连接有第一电容(C1)，所述有第一电容(C1)的另一端连接有第二电容(C2)，所述第二电容(C2)的两端并接有第三电容(C3)和第四电容(C4)，所述第三电容(C3)和第四电容(C4)的另一端直接接地(GND)，所述开关控制芯片(UPG)的计数端还连接有第一滤波电容(CS1)，所述开关控制芯片(UPG)的计数端还通过第一电阻(R1)连接有控制发射信号线(CRTL_TX)，所述开关控制芯片(UPG)的输入端还分别连接有第二滤波电容(CS2)和控制接收信号线(CTRL_RX)，所述开关控制芯片(UPG)的发射端还通过第三滤波电容(CS3)连接有发射信号线(TX)，所述开关控制芯片(UPG)的接收端还通过第四滤波电容(CS4)连接有接收信号线(RX)。

2.根据权利要求1所述的一种小型化多通道接收前端，其特征在于：所述射频混频器(4)的内部设置有控制芯片(UL)，所述控制芯片(UL)的射频端通过第五滤波电容(CS5)连接有第一电感(L1)，所述控制芯片(UL)的第三引脚还连接有第五电容(C5)，所述第五电容(C5)的总线上串接有第二电感(L2)，所述第二电感(L2)的另一端分别连接有第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述第三电阻(R3)的另一端连接有同轴连接器(MM)，所述第二电感(L2)的总线上还连接有射频接收信号线(RX_RF)。

3.根据权利要求2所述的一种小型化多通道接收前端，其特征在于：所述控制芯片(UL)的射频端还连接有第六电容(C6)和第三电感(L3)，所述第六电容(C6)和第三电感(L3)之间并联连接，所述第六电容(C6)和第三电感(L3)的并接总线上还串接有第七电容(C7)，所述第七电容(C7)的另一端连接有射频输出信号线(RF_OUT)。

4.根据权利要求2所述的一种小型化多通道接收前端，其特征在于：所述控制芯片(UL)的第六引脚还连接有第四电感(L4)，所述第四电感(L4)的总线上还分别连接有第六滤波电容(CS6)和第七滤波电容(CS7)，所述第六滤波电容(CS6)和第七滤波电容(CS7)之间并联连接，所述第六滤波电容(CS6)和第七滤波电容(CS7)的另一端均接地(GND)。

5.根据权利要求4所述的一种小型化多通道接收前端，其特征在于：所述第四电感(L4)的总线线路上还连接有混频信号输入线(RX_MIXER_IN)。