CN209913804U - 一种ka频段倍频开关组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种KA频段倍频开关组件，包括宽带倍频放大模块、频带选择开关隔离模块和输出功分开关模块；宽带倍频放大模块包括第一放大器、第一倍频器、第二放大器和第二倍频器；频带选择开关隔离模块包括开关K1、开关K2、第一滤波器、第二滤波器、第三放大器、第四放大器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器、第五放大器、第六放大器、第七滤波器、第八滤波器、第一开关和第二开关；输出功分开关模块包括第一功分器、开关K3、第二功分器和开关K4。本实用新型可充分满足带内杂散和各谐波分量的要求，同时可有效防止通道间的干扰。

Description

一种KA频段倍频开关组件

技术领域

本实用新型涉及微波元器件技术领域，特别是一种KA频段倍频开关组件。

背景技术

射频技术的不断发展及拓展应用，系统对于毫米波射频系统的体积和重量提出了更高的要求，特别是近年来，如数字DBF自适应波束天线系统中，要求实现多个独立控制的波束来实现不同的工作模式，因此就需要有多通道快速切换的高质量毫米波信号源；在频谱监测领域，以往主要监测的是L波段的通信频段，但随着5G通信技术的发展，对于毫米波频段的频谱监测也有了日渐迫切的需求，传统的毫米波设备不能满足带内杂散和各谐波分量的要求，且通道间的干扰大，性能不稳定。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种KA频段倍频开关组件，可充分满足带内杂散和各谐波分量的要求，同时可有效防止通道间的干扰。

本实用新型采用的技术方案是：

一种KA频段倍频开关组件，包括宽带倍频放大模块、频带选择开关隔离模块和输出功分开关模块，所述宽带倍频放大模块的信号输出端连接所述频带选择开关隔离模块的信号输入端，所述频带选择开关隔离模块的信号输出端连接所述输出功分开关模块的信号输入端；

所述宽带倍频放大模块包括第一放大器、第一倍频器、第二放大器和第二倍频器，所述第一放大器的信号输入端连接电源VCC1，所述第一放大器的信号输出端连接所述第一倍频器的信号输入端，所述第二放大器的信号输入端连接电源VCC2，所述第二放大器的信号输出端连接所述第二倍频器信号输入端；

所述频带选择开关隔离模块包括开关K1、开关K2、第一滤波器、第二滤波器、第三放大器、第四放大器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器、第五放大器、第六放大器、第七滤波器、第八滤波器、第一开关和第二开关；所述第一倍频器的信号输出端连接所述开关K1的信号输入端，所述开关K1的第一信号输出端连接所述第一滤波器的信号输入端，所述第一滤波器的信号输出端连接所述第三放大器的信号输入端，所述第三放大器的信号输出端连接所述第三滤波器的信号输入端，所述第三滤波器的信号输出端连接所述第一开关的第一信号输入端；所述开关K1的第二信号输出端连接所述第二滤波器的信号输入端，所述第二滤波器的信号输出端连接所述第四放大器的信号输入端，所述第四放大器的信号输出端连接所述第四滤波器的信号输入端，所述第四滤波器的信号输出端连接所述第一开关的第二信号输入端；所述第二倍频器的信号输出端连接所述开关K2的信号输入端，所述开关K2的第一信号输出端连接所述第五滤波器的信号输入端，所述第五滤波器的信号输出端连接所述第五放大器的信号输入端，所述第五放大器的信号输出端连接所述第七滤波器的信号输入端，所述第七滤波器的信号输出端连接所述第二开关的第一信号输入端；所述开关K2的第二信号输出端连接所述第六滤波器的信号输入端，所述第六滤波器的信号输出端连接所述第六放大器的信号输入端，所述第六放大器的信号输出端连接所述第八滤波器的信号输入端，所述第八滤波器的信号输出端连接所述第二开关的第二信号输入端；

所述输出功分开关模块包括第一功分器、开关K3、第二功分器和开关K4，所述第一开关的信号输出端连接所述第一功分器的信号输入端，所述第一功分器的第一信号输出端连接所述开关K3的第一信号输入端，所述第一功分器的第二信号输出端连接所述开关K4的第一信号输入端，所述第二开关的信号输出端连接所述第二功分器的信号输入端，所述第二功分器的第一信号输出端连接所述开关K3的第二信号输入端，所述第二功分器的第二信号输出端连接所述开关K4的第二信号输入端。

宽带倍频放大模块的作用是将13-20GHz的信号通过放大后倍频至26-40GHz的毫米波信号；频带选择开关隔离模块的作用是由于26-40GHz带宽很宽，为了保证带内杂散和各谐波分量的要求，因此进行分段设计将26-40GHz分为26-32GHz与32-40GHz两段进行设计，同时为了防止通道间的干扰因此对于开关网络的隔离度也有很高的要求；第输出功分开关模块的作用主要是集成了功分与开关选择网络，使两路射频输入可以与两路输出端口进行任意切换。

进一步地，还包括衬底，所述衬底上设有低温共烧陶瓷。

可进一步将电路小型化与高密度化，减小体积。

进一步地，所述第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器、第七滤波器和第八滤波器均为SIW波导滤波器。

可满足高矩形系数的要求，可有效抑制频谱杂散。

本实用新型的有益效果是：

1、可将13-20GHz的信号通过放大后倍频至26-40GHz的毫米波信号；

2、将26-40GHz分为两段，可保证带内杂散和各谐波分量的要求；

3、在两级开关之间设有单向隔离的器件，可有效防止通道间的干扰；

4、集成了功分与开关选择网络，使两路射频输入可以与两路输出端口进行任意切换；

5、设有低温共烧陶瓷，可将电路小型化与高密度化，减小体积。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种KA频段倍频开关组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种KA频段倍频开关组件的电路图；

附图标记：1、宽带倍频放大模块；2、频带选择开关隔离模块；3、输出功分开关模块；1-1、第一放大器；1-2、第一倍频器；1-3、第二放大器；1-4、第二倍频器；2-1、第一滤波器；2-2、第二滤波器；2-3、第三放大器；2-4、第四放大器；2-5、第三滤波器；2-6、第四滤波器；2-7、第五滤波器；2-8、第六滤波器；2-9、第五放大器；2-10、第六放大器；2-11、第七滤波器；2-12、第八滤波器；2-13、第一开关；2-14、第二开关；3-1、第一功分器；3-2、第二功分器；4、KA频段倍频开关组件；5、KA频段开关功分放大组件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1-图2所示，一种KA频段倍频开关组件4，包括宽带倍频放大模块1、频带选择开关隔离模块2和输出功分开关模块3，所述宽带倍频放大模块1的信号输出端连接所述频带选择开关隔离模块2的信号输入端，所述频带选择开关隔离模块2的信号输出端连接所述输出功分开关模块3的信号输入端；

所述宽带倍频放大模块1包括第一放大器1-1、第一倍频器1-2、第二放大器1-3和第二倍频器1-4，所述第一放大器1-1的信号输入端连接电源VCC1，所述第一放大器1-1的信号输出端连接所述第一倍频器1-2的信号输入端，所述第二放大器1-3的信号输入端连接电源VCC2，所述第二放大器1-3的信号输出端连接所述第二倍频器1-4信号输入端；

所述频带选择开关隔离模块2包括开关K1、开关K2、第一滤波器2-1、第二滤波器2-2、第三放大器2-3、第四放大器2-4、第三滤波器2-5、第四滤波器2-6、第五滤波器2-7、第六滤波器2-8、第五放大器2-9、第六放大器2-10、第七滤波器2-11、第八滤波器2-12、第一开关2-13和第二开关2-14；所述第一倍频器1-2的信号输出端连接所述开关K1的信号输入端，所述开关K1的第一信号输出端连接所述第一滤波器2-1的信号输入端，所述第一滤波器2-1的信号输出端连接所述第三放大器2-3的信号输入端，所述第三放大器2-3的信号输出端连接所述第三滤波器2-5的信号输入端，所述第三滤波器2-5的信号输出端连接所述第一开关2-13的第一信号输入端；所述开关K1的第二信号输出端连接所述第二滤波器2-2的信号输入端，所述第二滤波器2-2的信号输出端连接所述第四放大器2-4的信号输入端，所述第四放大器2-4的信号输出端连接所述第四滤波器2-6的信号输入端，所述第四滤波器2-6的信号输出端连接所述第一开关2-13的第二信号输入端；所述第二倍频器1-4的信号输出端连接所述开关K2的信号输入端，所述开关K2的第一信号输出端连接所述第五滤波器2-7的信号输入端，所述第五滤波器2-7的信号输出端连接所述第五放大器2-9的信号输入端，所述第五放大器2-9的信号输出端连接所述第七滤波器2-11的信号输入端，所述第七滤波器2-11的信号输出端连接所述第二开关2-14的第一信号输入端；所述开关K2的第二信号输出端连接所述第六滤波器2-8的信号输入端，所述第六滤波器2-8的信号输出端连接所述第六放大器2-10的信号输入端，所述第六放大器2-10的信号输出端连接所述第八滤波器2-12的信号输入端，所述第八滤波器2-12的信号输出端连接所述第二开关2-14的第二信号输入端；

所述输出功分开关模块3包括第一功分器3-1、开关K3、第二功分器3-2和开关K4，所述第一开关2-13的信号输出端连接所述第一功分器3-1的信号输入端，所述第一功分器3-1的第一信号输出端连接所述开关K3的第一信号输入端，所述第一功分器3-1的第二信号输出端连接所述开关K4的第一信号输入端，所述第二开关2-14的信号输出端连接所述第二功分器3-2的信号输入端，所述第二功分器3-2的第一信号输出端连接所述开关K3的第二信号输入端，所述第二功分器3-2的第二信号输出端连接所述开关K4的第二信号输入端。

本KA频段倍频开关组件4设置在KA频段开关功分放大组件5的上方，两者共同配合实现小型化多通道高隔离；宽带倍频放大模块1的作用是将13-20GHz的信号通过放大后倍频至26-40GHz的毫米波信号；频带选择开关隔离模块2的作用是由于26-40GHz带宽很宽，为了保证带内杂散和各谐波分量的要求，因此进行分段设计将26-40GHz分为26-32GHz与32-40GHz两段进行设计，同时为了防止通道间的干扰因此对于开关网络的隔离度也有很高的要求；第输出功分开关模块3的作用主要是集成了功分与开关选择网络，使两路射频输入可以与两路输出端口进行任意切换。

同时在频带选择开关隔离模块2中设置两级开关直接增加一个低增益高反向隔离的放大器，这样有两个好处，一是可以利用放大的增益补平组件其他无源电路的损耗；二是利用放大器的高反向隔离特性，抑制SPST的反射信号从而提高整个开关级联的整体隔离度，经过电路验证实测，此级联电路设计可以达到全频段内隔离度大于70dBc的要求。

进一步地，还包括衬底，所述衬底上设有低温共烧陶瓷。

可进一步将电路小型化与高密度化，减小体积。

进一步地，所述第一滤波器2-1、第二滤波器2-2、第三滤波器2-5、第四滤波器2-6、第五滤波器2-7、第六滤波器2-8、第七滤波器2-11和第八滤波器2-12均为SIW波导滤波器。

可满足高矩形系数的要求，可有效抑制频谱杂散。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，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。

Claims (3)

1.一种KA频段倍频开关组件，其特征在于，包括宽带倍频放大模块、频带选择开关隔离模块和输出功分开关模块，所述宽带倍频放大模块的信号输出端连接所述频带选择开关隔离模块的信号输入端，所述频带选择开关隔离模块的信号输出端连接所述输出功分开关模块的信号输入端；

所述宽带倍频放大模块包括第一放大器、第一倍频器、第二放大器和第二倍频器，所述第一放大器的信号输入端连接电源VCC1，所述第一放大器的信号输出端连接所述第一倍频器的信号输入端，所述第二放大器的信号输入端连接电源VCC2，所述第二放大器的信号输出端连接所述第二倍频器信号输入端；

所述频带选择开关隔离模块包括开关K1、开关K2、第一滤波器、第二滤波器、第三放大器、第四放大器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器、第五放大器、第六放大器、第七滤波器、第八滤波器、第一开关和第二开关；所述第一倍频器的信号输出端连接所述开关K1的信号输入端，所述开关K1的第一信号输出端连接所述第一滤波器的信号输入端，所述第一滤波器的信号输出端连接所述第三放大器的信号输入端，所述第三放大器的信号输出端连接所述第三滤波器的信号输入端，所述第三滤波器的信号输出端连接所述第一开关的第一信号输入端；所述开关K1的第二信号输出端连接所述第二滤波器的信号输入端，所述第二滤波器的信号输出端连接所述第四放大器的信号输入端，所述第四放大器的信号输出端连接所述第四滤波器的信号输入端，所述第四滤波器的信号输出端连接所述第一开关的第二信号输入端；所述第二倍频器的信号输出端连接所述开关K2的信号输入端，所述开关K2的第一信号输出端连接所述第五滤波器的信号输入端，所述第五滤波器的信号输出端连接所述第五放大器的信号输入端，所述第五放大器的信号输出端连接所述第七滤波器的信号输入端，所述第七滤波器的信号输出端连接所述第二开关的第一信号输入端；所述开关K2的第二信号输出端连接所述第六滤波器的信号输入端，所述第六滤波器的信号输出端连接所述第六放大器的信号输入端，所述第六放大器的信号输出端连接所述第八滤波器的信号输入端，所述第八滤波器的信号输出端连接所述第二开关的第二信号输入端；

所述输出功分开关模块包括第一功分器、开关K3、第二功分器和开关K4，所述第一开关的信号输出端连接所述第一功分器的信号输入端，所述第一功分器的第一信号输出端连接所述开关K3的第一信号输入端，所述第一功分器的第二信号输出端连接所述开关K4的第一信号输入端，所述第二开关的信号输出端连接所述第二功分器的信号输入端，所述第二功分器的第一信号输出端连接所述开关K3的第二信号输入端，所述第二功分器的第二信号输出端连接所述开关K4的第二信号输入端。

2.根据权利要求1所述的KA频段倍频开关组件，其特征在于，还包括衬底，所述衬底上设有低温共烧陶瓷。

3.根据权利要求1所述的KA频段倍频开关组件，其特征在于，所述第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第五滤波器、第六滤波器、第七滤波器和第八滤波器均为SIW波导滤波器。

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