CN209881774U - 一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，包括接收前端单元、一次变频单元、二次变频单元、本振频率源单元、第一点频源单元和第二点频源单元。接收前端单元用于接收输入信号，对强输入信号进行衰减，扩展接收的动态范围。一次变频单元与接收前端单元连接，其用于改善镜频抑制，提高集成度。二次变频单元与一次变频单元连接，其用于对输出频率进行范围扩展。本振频率源单元与一次变频单元连接，其用于输入10GHz‑20GHz的宽带频率。第一点频源单元和第二点频源单元分别与二次变频单元连接，第一点频源单元和第二点频源单元均用于拼接2G的瞬时宽带。本实用新型节在减小体积和降低重量的同时，扩展了接收瞬时宽带。
Description
技术领域
本实用新型属于毫米波宽带变频技术领域，具体涉及一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块。
背景技术
随着电子信息技术的发展，工作频率越来越高，信号带宽越来越宽。宽带接收机作为获取信息的设备前端，需求越来越强烈。宽带变频模块就是其中的最重要的组成部分。
常规的变频模块一般带宽较窄，采用封装器件、印刷微带电路板，使用普通焊接或表贴焊技术进行器件装配。26.5GHz-40GHz宽带变频模块如果采用传统的表贴器件，寄生效应大，指标没法保证，且无法满足高集成度、重量轻、体积小的要求。因此，进行宽带变频模块的设计应采用微组装技术，充分考虑集成度、可靠性、体积、重量、成本、可制造性等因素。但是传统宽带变频模块存在体积和重量都很大，且其带宽较窄的问题。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块解决了传统宽带变频模块体积和重量都很大，且其带宽较窄的问题。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，包括接收前端单元、一次变频单元、二次变频单元、本振频率源单元、第一点频源单元和第二点频源单元；
所述接收前端单元用于接收输入信号，对强输入信号进行衰减，扩展接收的动态范围；
所述一次变频单元与接收前端单元连接，其用于改善镜频抑制，提高集成度；
所述二次变频单元与一次变频单元连接，其用于对输出频率进行范围扩展；
所述本振频率源单元与一次变频单元连接，其用于输入10GHz-20GHz的宽带频率；
所述第一点频源单元与二次变频单元连接，其用于拼接2G的瞬时宽带；
所述第二点频源单元与二次变频单元连接，其用于拼接2G的瞬时宽带。
优选的，所述接收前端单元包括依次串联的限幅器、数控衰减器和低噪声放大器，所述限幅器的输入端为接收前端单元的输入端，所述低噪声放大器的输出端为接收前端单元的输出端；
所述限幅器为反射式二极管限幅器，其工作范围为26.5GHz到40GHz。
优选的，所述限幅器包括依次串联的电容C1、电阻R1和电容C2，所述电容C1与电阻R1的连接点分别与正极接地的二极管D1和负极接地的二极管D2连接，所述电容C2与电阻R1的连接点分别与正极接地的二极管D3和负极接地的二极管D4连接；
所述数控衰减器包括依次串联的0.5dB衰减器组、1dB衰减器组、2dB衰减器组、4dB衰减器组、8dB衰减器组和16dB衰减器组。
采用上述优选方案的有益效果为：数控衰减器对强输入信号进行衰减，扩展了接收的动态范围。
优选的，所述一次变频单元包括依次串联的输入滤波器、第一混频器、滤波器和第一放大器，所述输入滤波器的输入端为一次变频单元的输入端，所述第一放大器的输出端为一次变频单元的输出端，所述第一混频器有两个输入端，其第一输入端与输入滤波器连接，其第二输入端与本振频率单元的输出端连接；
所述第一混频器的中频频率为20GHz，其工作范围为26.5GHz到40GHz。
采用上述优选方案的有益效果为：简化了混频方案，改善了镜频抑制，提高了集成度，节约了空间尺寸和成本。
优选的，所述二次变频单元包括第一功分器、第二混频器、第一中频滤波器、第二放大器、第三混频器、第二中频滤波器和第三放大器；
所述第一功分器的输入端与一次变频单元的输出端连接，其包括两个输出端；所述第二混频器包括两个输入端和一个输出端，其第一输入端与第一点频源单元的输出端连接，其第二输入端与第一功分器的第一输出端连接，其输出端与第一中频滤波器的输入端连接，所述第一中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接，所述第二放大器的输出端为二次变频单元的第一输出端；
所述第三混频器包括两个输入端和一个输出端，其第一输入端与第二点频源单元的输出端连接，其第二输入端与第一功分器的第二输出端连接，其输出端与第二中频滤波器的输入端连接，所述第二中频滤波器的输出端与第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端为二次变频单元的第二输出端。
采用上述优选方案的有益效果为：对输出频率进行了范围扩展，采用功分器功分两路下变频，通过拼接的方式，扩展了接收瞬时带宽。
优选的，所述本振频率源单元包括依次串联的本振频率源和第一驱动放大器，所述第一驱动放大器的输出端为本振频率源单元的输出端；所述本振频率源包括依次串联的10GHz-20GHz宽带频率综合器和本振频率源结构。
优选的，所述宽带频率综合器包括依次串联的小数锁相环、第一环路滤波器、宽带压控振荡器、第二功分器和第四驱动放大器，所述第二功分器包括一个输入端和两个输出端，其输入端与宽带压控振荡器连接，其第一输出端与第四驱动放大器连接，其第二输出端与第四放大器连接，所述小数锁相环有两个输入端，所述第四放大器通过分频器反馈连接至小数锁相环的第一输入端，所述小数锁相环的第二输入端与第一外参考信号源连接，第四驱动放大器的输出端为宽带频率综合器的输出端，其输出10GHz-20GHz的宽带频率。
优选的，所述本振频率源结构包括有源倍频器，所述有源倍频器的输入端与宽带频率综合器的输出端连接，其输出端与第一单刀双掷开关的动端连接，所述第一单刀双掷开关的第一不动端与第一带通滤波器的一端连接，其第二不动端与第二带通滤波器的一端连接，所述第一带通滤波器的另一端与第二单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第二带通滤波器的另一端与第二单刀双掷开关的第二不动端连接，所述第二单刀双掷开关的动端与第五驱动放大器的输入端连接，所述第五驱动放大器的输出端为本振频率源的输出端。
优选的，所述第一点频源单元包括依次串联的第一点频源和第二驱动放大器，所述第一点频源包括依次串联的第一整数锁相环、第二环路滤波器、第一窄带压控振荡器和第六驱动放大器，所述第二驱动放大器的输出端为第一点频源单元的输出端；
所述第一整数锁相环包括两个输入端，所述第一窄带压控振荡器反馈连接至第一整数锁相环的第一输入端，所述第一整数锁相环的第二输入端与第二外参考信号源连接，所述第六驱动放大器的输出端为第一点频源的输出端。
优选的，所述第二点频源单元包括依次串联的第二点频源和第三驱动放大器，所述第二点频源包括依次串联的第二整数锁相环、第三环路滤波器、第二窄带压控振荡器和第七驱动放大器，所述第三驱动放大器的输出端为第二点频源单元的输出端；
所述第二整数锁相环包括两个输入端，所述第二窄带压控振荡器反馈连接至第二整数锁相环的第一输入端，所述第二整数锁相环的第二输入端与第三外参考信号源连接，所述第七驱动放大器的输出端为第二点频源的输出端。
采用上述优选方案的有益效果为：第一点频源单元和第二点频源单元均产生了1GHz的瞬时宽带，拼接实现了2GHz的接收瞬时带宽。
本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型通过数控衰减器对强输入信号进行衰减，扩展了接收的动态范围。
(2)本实用新型简化了混频方案，改善了镜频抑制，提高了集成度，节约了空间尺寸和成本。
(3)本实用新型对输出频率进行范围扩展，采用功分器功分两路下变频，通过拼接的方式，扩展了接收瞬时带宽，通过功分器分成两路，每一路的瞬时带宽为1GHz，拼接实现了2GHz的接收瞬时带宽。
(4)本实用新型通过宽带接收前端，结合宽带混频器和高中频，并在二次变频采用功分器功分两路下变频，通过拼接的方式，扩展了接收瞬时带宽，同时采用微组装技术，节约了空间，降低了重量。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块示意图。
图2为本实用新型提出的限幅器电路示意图。
图3为本实用新型提出的数控衰减器电路示意图。
图4为本实用新型提出的10GHz-20GHz宽带频率综合器结构示意图。
图5为本实用新型提出的本振频率源结构示意图。
图6为本实用新型提出的第一点频源结构示意图。
图7为本实用新型提出的第二点频源结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，包括接收前端单元、一次变频单元、二次变频单元、本振频率源单元、第一点频源单元和第二点频源单元；
所述接收前端单元用于接收输入信号，对强输入信号进行衰减，扩展接收的动态范围；
所述一次变频单元与接收前端单元连接，其用于改善镜频抑制，提高集成度；
所述二次变频单元与一次变频单元连接，其用于对输出频率进行范围扩展；
所述本振频率源单元与一次变频单元连接，其用于输入10GHz-20GHz的宽带频率；
所述第一点频源单元与二次变频单元连接，其用于拼接2G的瞬时宽带；
所述第二点频源单元与二次变频单元连接，其用于拼接2G的瞬时宽带。
其中，接收前端单元包括依次串联的限幅器、数控衰减器和低噪声放大器，所述限幅器的输入端为接收前端单元的输入端，所述低噪声放大器的输出端为接收前端单元的输出端；
所述限幅器为反射式二极管限幅器，其工作范围为26.5GHz到40GHz。
如图2所示，限幅器包括依次串联的电容C1、电阻R1和电容C2，所述电容C1与电阻R1的连接点分别与正极接地的二极管D1和负极接地的二极管D2连接，所述电容C2与电阻R1的连接点分别与正极接地的二极管D3和负极接地的二极管D4连接，二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4型号均为CLA4601；
如图3所示，数控衰减器包括依次串联的0.5dB衰减器组、1dB衰减器组、2dB衰减器组、4dB衰减器组、8dB衰减器组和16dB衰减器组，在本实施例中，采用的数控衰减器型号为BW174D。
一次变频单元包括依次串联的输入滤波器、第一混频器、滤波器和第一放大器，所述输入滤波器的输入端为一次变频单元的输入端，所述第一放大器的输出端为一次变频单元的输出端，所述第一混频器有两个输入端，其第一输入端与输入滤波器连接，其第二输入端与本振频率单元的输出端连接；
所述第一混频器的中频频率为20GHz，其工作范围为26.5GHz到40GHz。
二次变频单元包括第一功分器、第二混频器、第一中频滤波器、第二放大器、第三混频器、第二中频滤波器和第三放大器；
所述第一功分器的输入端与一次变频单元的输出端连接，其包括两个输出端；所述第二混频器包括两个输入端和一个输出端，其第一输入端与第一点频源单元的输出端连接，其第二输入端与第一功分器的第一输出端连接，其输出端与第一中频滤波器的输入端连接，所述第一中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接，所述第二放大器的输出端为二次变频单元的第一输出端；
所述第三混频器包括两个输入端和一个输出端，其第一输入端与第二点频源单元的输出端连接，其第二输入端与第一功分器的第二输出端连接，其输出端与第二中频滤波器的输入端连接，所述第二中频滤波器的输出端与第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端为二次变频单元的第二输出端。
本振频率源单元包括依次串联的本振频率源和第一驱动放大器，所述第一驱动放大器的输出端为本振频率源单元的输出端；所述本振频率源包括依次串联的10GHz-20GHz宽带频率综合器和本振频率源结构。
如图4所示，宽带频率综合器包括依次串联的小数锁相环、第一环路滤波器、宽带压控振荡器、第二功分器和第四驱动放大器，所述第二功分器包括一个输入端和两个输出端，其输入端与宽带压控振荡器连接，其第一输出端与第四驱动放大器连接，其第二输出端与第四放大器连接，所述小数锁相环有两个输入端，所述第四放大器通过分频器反馈连接至小数锁相环的第一输入端，所述小数锁相环的第二输入端与第一外参考信号源连接，第四驱动放大器的输出端为宽带频率综合器的输出端，其输出10GHz-20GHz的宽带频率。
如图5所示，本振频率源结构包括有源倍频器，所述有源倍频器的输入端与宽带频率综合器的输出端连接，其输出端与第一单刀双掷开关的动端连接，所述第一单刀双掷开关的第一不动端与第一带通滤波器的一端连接，其第二不动端与第二带通滤波器的一端连接，所述第一带通滤波器的另一端与第二单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第二带通滤波器的另一端与第二单刀双掷开关的第二不动端连接，所述第二单刀双掷开关的动端与第五驱动放大器的输入端连接，所述第五驱动放大器的输出端为本振频率源的输出端。
在本实施例中，采用的小数锁相环型号为HMC704，采用的宽带压控振荡器型号为IVO-1020，采用的分频器型号为ADF5001，采用的有源倍频器型号为NC1799C，采用的第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关信号均为HGC124。
如图6所示，第一点频源单元包括依次串联的第一点频源和第二驱动放大器，所述第一点频源包括依次串联的第一整数锁相环、第二环路滤波器、第一窄带压控振荡器和第六驱动放大器，所述第二驱动放大器的输出端为第一点频源单元的输出端；
所述第一整数锁相环包括两个输入端，所述第一窄带压控振荡器反馈连接至第一整数锁相环的第一输入端，所述第一整数锁相环的第二输入端与第二外参考信号源连接，所述第六驱动放大器的输出端为第一点频源的输出端。
如图7所示，第二点频源单元包括依次串联的第二点频源和第三驱动放大器，所述第二点频源包括依次串联的第二整数锁相环、第三环路滤波器、第二窄带压控振荡器和第七驱动放大器，所述第三驱动放大器的输出端为第二点频源单元的输出端；
所述第二整数锁相环包括两个输入端，所述第二窄带压控振荡器反馈连接至第二整数锁相环的第一输入端，所述第二整数锁相环的第二输入端与第三外参考信号源连接，所述第七驱动放大器的输出端为第二点频源的输出端。
在本实施例中，采用的第一整数锁相环和第二整数锁相环型号均为HMC698，采用的第一窄带压控振荡器和第二窄带压控振荡器型号均为HMC533，本实施例采用的所有功分器型号均为EP2K+。
本实用新型的工作原理为：将26.5GHz-40GHz信号输入宽带变频模块，经过接收前端单元、本振频率单元和一次变频单元处理过后，通过二次变频单元的第一功分器输出中心频率为1.8GHz，瞬时带宽1GHz的两个中频，再通过第二混频器对第一点频源单元输出和一个中频进行拼接，通过第三混频器对第二点频源单元输出和另一个中频进行拼接，ADC采样合成2个GHz的瞬时带宽。
本实用新型通过数控衰减器对强输入信号进行衰减，扩展了接收的动态范围。本实用新型简化了混频方案，改善了镜频抑制，提高了集成度，节约了空间尺寸和成本。
本实用新型对输出频率进行范围扩展，采用功分器功分两路下变频，通过拼接的方式，扩展了接收瞬时带宽，通过功分器分成两路，每一路的瞬时带宽为1GHz，拼接实现了2GHz的接收瞬时带宽。
本实用新型通过宽带接收前端，结合宽带混频器和高中频，并在二次变频采用功分器功分两路下变频，通过拼接的方式，扩展了接收瞬时带宽，同时采用微组装技术，节约了空间，降低了重量。
Claims (10)
1.一种26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，包括接收前端单元、一次变频单元、二次变频单元、本振频率源单元、第一点频源单元和第二点频源单元；
所述接收前端单元用于接收输入信号，对强输入信号进行衰减，扩展接收的动态范围；
所述一次变频单元与接收前端单元连接，其用于改善镜频抑制，提高集成度；
所述二次变频单元与一次变频单元连接，其用于对输出频率进行范围扩展；
所述本振频率源单元与一次变频单元连接，其用于输入10GHz-20GHz的宽带频率；
所述第一点频源单元与二次变频单元连接，其用于拼接2G的瞬时宽带；
所述第二点频源单元与二次变频单元连接，其用于拼接2G的瞬时宽带。
2.根据权利要求1所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述接收前端单元包括依次串联的限幅器、数控衰减器和低噪声放大器，所述限幅器的输入端为接收前端单元的输入端，所述低噪声放大器的输出端为接收前端单元的输出端；
所述限幅器为反射式二极管限幅器，其工作范围为26.5GHz到40GHz。
3.根据权利要求2所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述限幅器包括依次串联的电容C1、电阻R1和电容C2，所述电容C1与电阻R1的连接点分别与正极接地的二极管D1和负极接地的二极管D2连接，所述电容C2与电阻R1的连接点分别与正极接地的二极管D3和负极接地的二极管D4连接；
所述数控衰减器包括依次串联的0.5dB衰减器组、1dB衰减器组、2dB衰减器组、4dB衰减器组、8dB衰减器组和16dB衰减器组。
4.根据权利要求1所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述一次变频单元包括依次串联的输入滤波器、第一混频器、滤波器和第一放大器，所述输入滤波器的输入端为一次变频单元的输入端，所述第一放大器的输出端为一次变频单元的输出端，所述第一混频器有两个输入端，其第一输入端与输入滤波器连接，其第二输入端与本振频率单元的输出端连接；
所述第一混频器的中频频率为20GHz，其工作范围为26.5GHz到40GHz。
5.根据权利要求1所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述二次变频单元包括第一功分器、第二混频器、第一中频滤波器、第二放大器、第三混频器、第二中频滤波器和第三放大器；
所述第一功分器的输入端与一次变频单元的输出端连接，其包括两个输出端；所述第二混频器包括两个输入端和一个输出端，其第一输入端与第一点频源单元的输出端连接，其第二输入端与第一功分器的第一输出端连接，其输出端与第一中频滤波器的输入端连接，所述第一中频滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接，所述第二放大器的输出端为二次变频单元的第一输出端；
所述第三混频器包括两个输入端和一个输出端，其第一输入端与第二点频源单元的输出端连接，其第二输入端与第一功分器的第二输出端连接，其输出端与第二中频滤波器的输入端连接，所述第二中频滤波器的输出端与第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端为二次变频单元的第二输出端。
6.根据权利要求1所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述本振频率源单元包括依次串联的本振频率源和第一驱动放大器，所述第一驱动放大器的输出端为本振频率源单元的输出端；所述本振频率源包括依次串联的10GHz-20GHz宽带频率综合器和本振频率源结构。
7.根据权利要求6所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述宽带频率综合器包括依次串联的小数锁相环、第一环路滤波器、宽带压控振荡器、第二功分器和第四驱动放大器，所述第二功分器包括一个输入端和两个输出端，其输入端与宽带压控振荡器连接，其第一输出端与第四驱动放大器连接，其第二输出端与第四放大器连接，所述小数锁相环有两个输入端，所述第四放大器通过分频器反馈连接至小数锁相环的第一输入端，所述小数锁相环的第二输入端与第一外参考信号源连接，第四驱动放大器的输出端为宽带频率综合器的输出端，其输出10GHz-20GHz的宽带频率。
8.根据权利要求7所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述本振频率源结构包括有源倍频器，所述有源倍频器的输入端与宽带频率综合器的输出端连接，其输出端与第一单刀双掷开关的动端连接，所述第一单刀双掷开关的第一不动端与第一带通滤波器的一端连接，其第二不动端与第二带通滤波器的一端连接，所述第一带通滤波器的另一端与第二单刀双掷开关的第一不动端连接，所述第二带通滤波器的另一端与第二单刀双掷开关的第二不动端连接，所述第二单刀双掷开关的动端与第五驱动放大器的输入端连接，所述第五驱动放大器的输出端为本振频率源的输出端。
9.根据权利要求1所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述第一点频源单元包括依次串联的第一点频源和第二驱动放大器，所述第一点频源包括依次串联的第一整数锁相环、第二环路滤波器、第一窄带压控振荡器和第六驱动放大器，所述第二驱动放大器的输出端为第一点频源单元的输出端；
所述第一整数锁相环包括两个输入端，所述第一窄带压控振荡器反馈连接至第一整数锁相环的第一输入端，所述第一整数锁相环的第二输入端与第二外参考信号源连接，所述第六驱动放大器的输出端为第一点频源的输出端。
10.根据权利要求1所述的26.5GHz到40GHz的宽带变频模块，其特征在于，所述第二点频源单元包括依次串联的第二点频源和第三驱动放大器，所述第二点频源包括依次串联的第二整数锁相环、第三环路滤波器、第二窄带压控振荡器和第七驱动放大器，所述第三驱动放大器的输出端为第二点频源单元的输出端；
所述第二整数锁相环包括两个输入端，所述第二窄带压控振荡器反馈连接至第二整数锁相环的第一输入端，所述第二整数锁相环的第二输入端与第三外参考信号源连接，所述第七驱动放大器的输出端为第二点频源的输出端。
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| CN112653459A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-13 | 成都美数科技有限公司 | 一种可实时校准的射频信号源 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |