CN208836123U - 一种18-30GHz前端接收组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种18‑30GHz前端接收组件。该接收组件包括毫米波前端电路、本振电路、混频器、中频电路、SDLVA检波电路；所述毫米波前端电路包括4路依次连接的耦合器、第一级开关、第一低噪声放大器、第二级开关、高通滤波器、第二低噪声放大器、前端低通滤波器和程控衰减器；本振电路包括依次连接的锁相源、第一带通滤波器、第一级倍频器、第二带通滤波器、本振四路功分器，本振四路功分器的4个输出端分别依次连接第二级倍频器和第三带通滤波器；每路中频电路包括依次连接的中频低噪声放大器和中频低通滤波器；每路SDLVA检波电路包括依次连接的SDLVA和运算放大电路。本实用新型具有集成度高、工作温度范围广的优点，应用前景广泛。

Description

一种18-30GHz前端接收组件

技术领域

本实用新型属于毫米波技术领域，特别是一种18-30GHz前端接收组件。

背景技术

随着毫米波通信、雷达和电子对抗等领域的迅速发展，对毫米波射频信号的处理要求也越来越高，尤其是对大动态范围、高集成度的毫米波对数视频检波组件的需求日益增多。

对于频率较低的射频微波信号，通常的方法是采用适合的检波器件将射频信号直接转变成视频信号，以便于数字信号处理。但是，对于毫米波而言，由于其频率较高，直接适用于毫米波信号的检波器件极为稀缺，导致能够满足市场需求的毫米波检波组件严重缺乏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有毫米波信号的视频检波功能的18-30GHz毫米波前端接收组件。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种18-30GHz前端接收组件，包括毫米波前端电路、本振电路、混频器、中频电路、SDLVA检波电路；

所述毫米波前端电路包括4路依次连接的耦合器、第一级开关、第一低噪声放大器、第二级开关、高通滤波器、第二低噪声放大器、前端低通滤波器和程控衰减器；

所述本振电路包括依次连接的锁相源、第一带通滤波器、第一级倍频器、第二带通滤波器、本振四路功分器，本振四路功分器的4个输出端分别依次连接第二级倍频器和第三带通滤波器，其中锁相源包括VCO和PLL；

所述程控衰减器分别接入对应一路混频器的一个输入端，本振电路中的第三带通滤波器分别接入对应一路混频器的另一个输入端；4路混频器的输出端分别接入一路中频电路；

每路中频电路包括依次连接的中频低噪声放大器和中频低通滤波器；每路SDLVA检波电路包括依次连接的SDLVA和运算放大电路；中频低通滤波器的输出端接入SDLVA，每路的运算放大电路发送输出信号。

进一步地，所述的18-30GHz前端接收组件，还包括自检电路，所述自检电路包括顺次连接的自检低噪声放大器和自检四路功分器；

将外部输入18-30GHz范围内的点频信号输入自检电路，经自检低噪声放大器放大后，由自检四路功分器分为四路18-30GHz毫米波，分别经毫米波前端电路后进入四个混频器；将外部输入的100MHz参考信号输入本振电路，分为四路32GHz本振信号后进入四个混频器；四个混频器分别将毫米波前端电路输入的信号与本振电路输入的32GHz本振信号下混频后，变成2-14GHz的中频信号，经过中频电路进入SDLVA检波电路进行检波，来检查主通路工作是否正常。

进一步地，所述的18-30GHz前端接收组件，还包括屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，所述毫米波前端电路、中频电路、混频器和SDLVA检波电路放置在上层空腔内，所述本振电路、自检电路放置在下层空腔内。

进一步地，所述第一级开关、第一低噪声放大器、第二级开关、第二低噪声放大器、程控衰减器、中频低噪声放大器、第一级倍频器、第二级倍频器和自检低噪声放大器为GaAs工艺的MMIC芯片。

进一步地，所述毫米波前端电路中第一级开关、第一低噪声放大器和第二级开关顺次连接，同时第一级开关、第二级开关直接连接，构成动态选择控制。

进一步地，所述SDLVA检波电路利用温度传感器进行温度补偿。

进一步地，所述耦合器、前端低通滤波器、中频低通滤波器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、本振四路功分器和自检四路功分器采用微带工艺制造。

进一步地，所述自检四路功分器、本振四路功分器和耦合器，用于实现四路毫米波信号的对数视频检波功能和自检功能，且四路视频信号幅度一致。

本实用新型与现有技术相比，具有以下显著优点：(1)采用了下变频技术，避免了对毫米波信号直接检波，具有宽频带、大动态范围、低噪声的特点；(2)同时实现四路毫米波信号的对数视频检波功能和自检功能，且四路视频信号幅度一致性高；(3)所有部件和电路均采用先进的微组装混合集成工艺进行生产装配，减小了电路尺寸；(4)具有体积小、性能稳定、指标一致性高的特点，适用于毫米波雷达、电子对抗等各类微波毫米波系统中。

附图说明

图1为本实用新型18-30GHz前端接收组件的电路结构示意图；

图中，1、耦合器；2、第一级开关；3、第一低噪声放大器；4、第二级开关；5、高通滤波器；6、第二低噪声放大器；7、前端低通滤波器；8、程控衰减器；9、混频器；10、中频低噪声放大器；11、中频低通滤波器；12、SDLVA；13、运算放大电路；14、锁相源；15、第一带通滤波器；16、第一级倍频器；17、第二带通滤波器；18、本振四路功分器；19、第二级倍频器；20、第三带通滤波器；21、自检低噪声放大器；22、自检四路功分器。

具体实施方式

结合图1，本实用新型18-30GHz前端接收组件，包括毫米波前端电路、本振电路、混频器9、中频电路、SDLVA检波电路；

所述毫米波前端电路包括4路依次连接的耦合器1、第一级开关2、第一低噪声放大器3、第二级开关4、高通滤波器5、第二低噪声放大器6、前端低通滤波器7和程控衰减器8；

所述本振电路包括依次连接的锁相源14、第一带通滤波器15、第一级倍频器16、第二带通滤波器17、本振四路功分器18，本振四路功分器18的4个输出端分别依次连接第二级倍频器19和第三带通滤波器20，其中锁相源14包括VCO和PLL；

所述程控衰减器8分别接入对应一路混频器9的一个输入端，本振电路中的第三带通滤波器20分别接入对应一路混频器9的另一个输入端；4路混频器9的输出端分别接入一路中频电路；

每路中频电路包括依次连接的中频低噪声放大器10和中频低通滤波器11；每路SDLVA检波电路包括依次连接的SDLVA12和运算放大电路13；中频低通滤波器11的输出端接入SDLVA12，每路的运算放大电路13发送输出信号。

作为一种具体示例，所述的18-30GHz前端接收组件，还包括自检电路，所述自检电路包括顺次连接的自检低噪声放大器21和自检四路功分器22；

将外部输入18-30GHz范围内的点频信号输入自检电路，经自检低噪声放大器21放大后，由自检四路功分器22分为四路18-30GHz毫米波，分别经毫米波前端电路后进入四个混频器9；将外部输入的100MHz参考信号输入本振电路，分为四路32GHz本振信号后进入四个混频器9；四个混频器9分别将毫米波前端电路输入的信号与本振电路输入的32GHz本振信号下混频后，变成2-14GHz的中频信号，经过中频电路进入SDLVA检波电路进行检波，来检查主通路工作是否正常。

作为一种具体示例，所述的18-30GHz前端接收组件，还包括屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，所述毫米波前端电路、中频电路、混频器9和SDLVA检波电路放置在上层空腔内，所述本振电路、自检电路放置在下层空腔内。

作为一种具体示例，所述第一级开关2、第一低噪声放大器3、第二级开关4、第二低噪声放大器6、程控衰减器8、中频低噪声放大器10、第一级倍频器16、第二级倍频器19和自检低噪声放大器21为GaAs工艺的MMIC芯片。

作为一种具体示例，所述毫米波前端电路中第一级开关2、第一低噪声放大器3和第二级开关4顺次连接，同时第一级开关2、第二级开关4直接连接，构成动态选择控制。

作为一种具体示例，所述SDLVA检波电路利用温度传感器进行温度补偿。

作为一种具体示例，所述耦合器1、前端低通滤波器7、中频低通滤波器11、第一带通滤波器15、第二带通滤波器17、第三带通滤波器20、本振四路功分器18和自检四路功分器22采用微带工艺制造。

作为一种具体示例，所述自检四路功分器22、本振四路功分器18和耦合器1，用于实现四路毫米波信号的对数视频检波功能和自检功能，且四路视频信号幅度一致。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例

结合图1，本实用新型18-30GHz前端接收组件，包括自检电路、毫米波前端电路、本振电路、混频器9、中频电路、SDLVA检波电路和屏蔽盒体；所述屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，所述毫米波前端电路、中频电路、混频器9和SDLVA检波电路放置在上层空腔内，所述本振电路、自检电路放置在下层空腔内。

所述自检电路包括自检低噪声放大器21和自检四路功分器22；所述毫米波前端电路包括依次连接的耦合器1、第一级开关2、第一低噪声放大器3、第二级开关4、高通滤波器5、第二低噪声放大器6、前端低通滤波器7和程控衰减器8，其中第一级开关2、第一低噪声放大器3和第二级开关4构成动态选择控制；所述本振电路包括依次连接的锁相源14、第一带通滤波器15、第一级倍频器16、第二带通滤波器17、本振四路功分器18、第二级倍频器19和第三带通滤波器20，其中锁相源14包括VCO和PLL；所述中频电路包括依次连接的中频低噪声放大器10、中频低通滤波器11；所述SDLVA检波电路包括依次连接的SDLVA12和运算放大电路13，所述SDLVA的检波电路利用温度传感器进行温度补偿；所述毫米波前端电路中的程控衰减器8和所述中频电路中的中频低噪声放大器10分别与所述混频器9相连接；

将外部输入18-30GHz范围内任意频率的点频信号输入自检电路，经自检低噪声放大器21放大后，由自检四路功分器22分为四路18-30GHz毫米波，分别进入四路毫米波前端电路，经过耦合器1、第一级开关2、第一低噪声放大器3、第二级开关4、高通滤波器5、第二低噪声放大器6、前端低通滤波器7和程控衰减器8进入四个混频器9；本振电路由外部输入的100MHz参考信号进入锁相源14，产生8GHz的点频信号，通过第一带通滤波器15、第一级倍频器16、第二带通滤波器17后，由本振四路功分器18分为四路纯净的16GHz信号，再经过第二级倍频器19和第三带通滤波器20后提供32GHz本振信号给四个混频器9；四个混频器9将毫米波前端电路输入的信号与本振电路输入的32GHz本振信号下混频后，变成2-14GHz的中频信号，进入中频电路，经过中频低噪声放大器10和中频低通滤波器11后进入SDLVA检波电路，经过SDLVA12和运算放大电路13后输出视频信号来检查主通路工作是否正常。另外，组件可通过TTL控制信号对视频动态范围进行扩展。

所述自检四路功分器22、本振四路功分器18和耦合器1，用于实现四路毫米波信号的对数视频检波功能和自检功能，且四路视频信号幅度一致性高。

所述第一级开关2、第一低噪声放大器3、第二级开关4、第二低噪声放大器6、程控衰减器8、中频低噪声放大器10、第一级倍频器16、第二级倍频器19和自检低噪声放大器21为GaAs工艺的MMIC芯片，输入、输出阻抗均为50欧姆的标准化器件，不需要过多考虑匹配问题。所述耦合器1、前端低通滤波器7、中频低通滤波器11、第一带通滤波器15、第二带通滤波器17、第三带通滤波器20、本振四路功分器18和自检四路功分器22采用微带工艺制造。

综上所述，本实用新型组件将18-30GHz毫米波信号采用混频方式转变成频率相对较低的射频微波信号，再通过SDLVA检波电路对低频率射频微波信号进行检波，转换成视频信号，从而实现对毫米波信号的视频检波功能。本组件可以同时实现四路相同的电路功能，且四路视频幅度一致性高，噪声电平低，动态范围大，波动小；组件集成度高，工作温度范围广，视频检波具有温度补偿功能。以上优点使本实用新型适用于雷达、电子对抗、电子侦察等各类微波毫米波系统中，应用前景广泛。

Claims (8)

1.一种18-30GHz前端接收组件，其特征在于，包括毫米波前端电路、本振电路、混频器(9)、中频电路、SDLVA检波电路；

所述毫米波前端电路包括4路依次连接的耦合器(1)、第一级开关(2)、第一低噪声放大器(3)、第二级开关(4)、高通滤波器(5)、第二低噪声放大器(6)、前端低通滤波器(7)和程控衰减器(8)；

所述本振电路包括依次连接的锁相源(14)、第一带通滤波器(15)、第一级倍频器(16)、第二带通滤波器(17)、本振四路功分器(18)，本振四路功分器(18)的4个输出端分别依次连接第二级倍频器(19)和第三带通滤波器(20)，其中锁相源(14)包括VCO和PLL；

所述程控衰减器(8)分别接入对应一路混频器(9)的一个输入端，本振电路中的第三带通滤波器(20)分别接入对应一路混频器(9)的另一个输入端；4路混频器(9)的输出端分别接入一路中频电路；

每路中频电路包括依次连接的中频低噪声放大器(10)和中频低通滤波器(11)；每路SDLVA检波电路包括依次连接的SDLVA(12)和运算放大电路(13)；中频低通滤波器(11)的输出端接入SDLVA(12)，每路的运算放大电路(13)发送输出信号。

2.根据权利要求1所述的18-30GHz前端接收组件，其特征在于，还包括自检电路，所述自检电路包括顺次连接的自检低噪声放大器(21)和自检四路功分器(22)；

将外部输入18-30GHz范围内的点频信号输入自检电路，经自检低噪声放大器(21)放大后，由自检四路功分器(22)分为四路18-30GHz毫米波，分别经毫米波前端电路后进入四个混频器(9)；将外部输入的100MHz参考信号输入本振电路，分为四路32GHz本振信号后进入四个混频器(9)；四个混频器(9)分别将毫米波前端电路输入的信号与本振电路输入的32GHz本振信号下混频后，变成2-14GHz的中频信号，经过中频电路进入SDLVA检波电路进行检波，来检查主通路工作是否正常。

3.根据权利要求1所述的18-30GHz前端接收组件，其特征在于，还包括屏蔽盒体，设置有上层空腔和下层空腔，所述毫米波前端电路、中频电路、混频器(9)和SDLVA检波电路放置在上层空腔内，所述本振电路、自检电路放置在下层空腔内。

4.根据权利要求1、2或3所述的18-30GHz前端接收组件，其特征在于，所述第一级开关(2)、第一低噪声放大器(3)、第二级开关(4)、第二低噪声放大器(6)、程控衰减器(8)、中频低噪声放大器(10)、第一级倍频器(16)、第二级倍频器(19)和自检低噪声放大器(21)为GaAs工艺的MMIC芯片。

5.根据权利要求1、2或3所述的18-30GHz前端接收组件，其特征在于，所述毫米波前端电路中第一级开关(2)、第一低噪声放大器(3)和第二级开关(4)顺次连接，同时第一级开关(2)、第二级开关(4)直接连接，构成动态选择控制。

6.根据权利要求1、2或3所述的18-30GHz前端接收组件，其特征在于，所述SDLVA检波电路利用温度传感器进行温度补偿。

7.根据权利要求2所述的18-30GHz前端接收组件，其特征在于，所述耦合器(1)、前端低通滤波器(7)、中频低通滤波器(11)、第一带通滤波器(15)、第二带通滤波器(17)、第三带通滤波器(20)、本振四路功分器(18)和自检四路功分器(22)采用微带工艺制造。

8.根据权利要求2所述的18-30GHz前端接收组件，其特征在于，所述自检四路功分器(22)、本振四路功分器(18)和耦合器(1)，用于实现四路毫米波信号的对数视频检波功能和自检功能，且四路视频信号幅度一致。