CN210629430U

CN210629430U - 一种x波段下变频器及通信系统

Info

Publication number: CN210629430U
Application number: CN201922319436.8U
Authority: CN
Inventors: 陈永彤; 胡罗林; 张华彬; 何栋梁; 唐超; 王耀兴; 鲜亮
Original assignee: Chengdu Phase Lock Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Phase Lock Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2029-12-20

Abstract

本实用新型公开了一种X波段下变频器及通信系统，属于微波通信技术领域，下变频器包括接收单元、本振单元和控制单元；所述接收单元包括混频器、第一电调衰减器和第二电调衰减器，所述本振单元包括频综模块；所述控制单元输出端与所述接收单元中的第一电调衰减器和第二电调衰减器连接，所述控制单元输出端与所述本振单元中的频综模块连接，所述本振单元输出端与所述接收单元中的混频器连接。本实用新型能够将接收单元接收到的X波段信号转换为L波段中频信号，且镜像干扰抑制能力、杂散抑制能力强，噪声系数低，适用于移动通信、遥测等微波通信系统。

Description

一种X波段下变频器及通信系统

技术领域

本实用新型涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种X波段下变频器及通信系统。

背景技术

X波段是频率在8-12GHz的无线电波波段，其抗干扰能力强、频带宽、数据传输能力强，X波段的变频器广泛应用于移动通信、遥测、雷达、制导、电子对抗等微波通信系统中，变频器的指标好坏直接影响到整个系统的性能。

收发系统是无线通信系统的重要组成部分,影响收发系统性能好坏的核心部件为变频器，几乎所有的收发系统都必须通过变频器进行射频信号和中频信号的转换。接收系统中的下变频器亟需解决的问题是下变频器镜像干扰抑制能力、杂散抑制能力差，在此基础上，提出了本实用新型方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的问题，提供一种X波段下变频器及通信系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种X波段下变频器，包括接收单元、本振单元和控制单元；所述接收单元包括混频器、第一电调衰减器和第二电调衰减器，所述本振单元包括频综模块。

具体地，所述控制单元输出端与所述接收单元中的第一电调衰减器和第二电调衰减器连接，所述控制单元输出端与所述本振单元中的频综模块连接，所述本振单元输出端与所述接收单元中的混频器连接。

具体地，所述接收单元包括依次连接的第一带通滤波器、限幅器、第一放大器、混频器、第二带通滤波器、第一电调衰减器、第二放大器、第三放大器、第二电调衰减器、第四放大器、第五放大器、第三带通滤波器。

具体地，所述本振单元包括依次连接的内外参考同步模块、频综模块、功分器、第六放大器和低通滤波器，所述低通滤波器与所述混频器连接。

具体地，所述频综模块包括频率合成模块、锁相环模块和频率控制模块，所述频率合成模块具体为DDS模块；所述频率控制模块输出端与所述DDS模块连接，所述DDS模块输出端与所述锁相环模块连接。

具体地，所述锁相环模块包括依次连接的高速鉴相器、高速有源环路滤波器、VCO模块、功分器、第二隔离放大器、宽带高速分频模块、第二幅度均衡模块、LC带通滤波器，所述LC带通滤波器输出端与所述高速鉴相器连接。

具体地，所述频综模块包括依次连接的频率控制模块、DDS模块、SAW滤波模块、第一幅度均衡模块、锁相环模块、第一隔离放大器、第一微带低通滤波器、第三幅度均衡模块、放大模块、第二微带低通滤波器，且所述锁相环模块中的功分器与所述第一隔离放大器连接，所述频率控制模块的分频接口与锁相环模块中的宽带高速分频模块连接。

具体地，所述频率控制模块包括SPI接口，所述频率控制模块经SPI接口与控制单元双向连接。

具体地，所述控制单元为单片机ATxmega32D4。

具体地，所述下变频器还包括电源单元，所述电源单元包括依次连接的AC/DC模块、滤波稳压模块，输出不同的直流电压为控制单元、本振单元和接收单元供电。

本实用新型还包括一种通信系统，所述通信系统采用上述下变频器实现信号的转换。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

本实用新型下变频器包括接收单元、本振单元和控制单元，接收单元包括混频器、第一电调衰减器和第二电调衰减器，本振单元包括频综模块，控制单元输出端与接收单元中的第一电调衰减器和第二电调衰减器连接，实现自动增益控制；控制单元输出端与本振单元中的频综模块连接，本振单元输出端与接收单元中的混频器连接，混频器输出接收单元接收到的X波段信号与本振单元输出的本振信号频率差信号，将接收单元接收到的X波段信号转换为L波段中频信号。本实用新型下变频器镜像干扰抑制能力、杂散抑制能力强，噪声系数低，适用于移动通信、遥测等微波通信系统。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图中：

图1为本实用新型实施例1的下变频器的系统框图；

图2为本实用新型实施例1的接收单元示意图；

图3为本实用新型实施例1的本振单元示意图；

图4为本实用新型实施例1的频综模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，在实施例1中，一种X波段下变频器，具体包括接收单元、本振单元、控制单元和电源单元，用于将X波段信号转换为L波段信号。

进一步地，如图2所示，接收单元包括依次连接的第一带通滤波器、限幅器、第一放大器、混频器、第二带通滤波器、第一电调衰减器、第二放大器、第三放大器、第二电调衰减器、第四放大器、第五放大器、第三带通滤波器。更为具体地，第一电调衰减器与控制单元输出端连接，第二电调衰减器与控制单元输出端连接，混频器与本振单元输出端连接。接收单元接收8GHz～9GHz射频信号(输入信号电平-90～-40dBm)经第一带通滤波器滤除杂波信号、限幅器限幅、第一放大器放大进入混频器。同时，本振单元产生的9.2-10.2GHz本振信号也输入至混频器，混频器接收到的射频信号、本振信号进行处理，输出1.2GHZ中频信号(输出信号电平-40±1dBm)，该中频信号依次经第一电调衰减器、第二放大器、第三放大器、第二电调衰减器、第四放大器、第五放大器、第三带通滤波器输出。两个电调衰减器用于进一步调整中频信号大小，提高电路稳定性，放大器用于放大信号，滤波器用于滤除杂波信号。需要进一步说明的是，在本实施例中，放大器采用的是FHX13X型高电子迁移率晶体管，五级放大器的设置是为了达到下变频的增益要求。本实用新型下变频器的输入/输出特性见表1、表2。

表1下变频器的输入特性

序号	输入特性名称	输入特性值
			1	频率范围	8GHz～9GHz
2	输入电平范围	-90～-40dBm(+25dBm不破坏)
			3	输入阻抗	50Ω
4	输入回波损耗	≥20dB
			5	射频连接器	N-K
6	本振泄漏	-80dBm
			7	路数	1

表2下变频器的输出特性

进一步地，如图3所示，本振单元包括依次连接的内外参考同步模块、频综模块、功分器、第六放大器和低通滤波器，内外参考同步模块与100M恒温晶振双向连接，低通滤波器与所述混频器连接。进一步地，当选择外参考信号时，内外参考同步模块输出跟外参考信号同步后的100MHz射频信号，当没有外部参考信号时，直接输出内部恒温晶振的100MHz信号至频综模块。

进一步地，频综模块包括频率合成模块、锁相环模块和频率控制模块。频率控制模块包括SPI接口，所述频率控制模块经SPI接口与控制单元双向连接；频率合成模块具体为DDS模块AD9850，频率控制模块输出端与DDS模块连接，DDS模块输出端与锁相环模块连接。频综模块采用的是DDS模块+锁相环模块，利用高的鉴相切换速度，同时利用DDS的高频率分辨率来保证频通特性，且可以抑制DDS输出频谱中的部分杂散，降低输出频谱中问题谐波杂散的等级，能够实现较快的频率切换速度、较高的频率分辨率相噪性能。

更进一步地，频综模块接收内外参考同步模块输出的100M射频信号，该射频信号依次经1GHz时钟源、DDS模块、SAW滤波模块、第一幅度均衡模块、锁相环模块、第一隔离放大器、第一微带低通滤波器、第三幅度均衡模块、放大模块、第二微带低通滤波器输出本振信号。具体地，锁相环模块包括依次连接的高速鉴相器、高速有源环路滤波器、VCO模块、功分器、第二隔离放大器、宽带高速分频模块、第二幅度均衡模块、LC带通滤波器，且LC带通滤波器输出端与高速鉴相器连接，锁相环模块中的功分器与第一隔离放大器连接，频率控制模块的分频接口与锁相环模块中的宽带高速分频模块连接。具体地，频综模块采用1GHz DDS时钟源提供的1GHz DDS时钟参考信号作为频率合成模块DDS的参考时钟频率，频率控制模块检测到系统外部工作脉冲以后就开始动作，控制频率合成模块DDS输出所需频率，经带通滤波器滤除不需要的杂散分量，再经放大器放大作为鉴相器的参考频率，然后信号再经锁相环路锁定在设计要求的频率上。

进一步地，控制单元包括但不限于单片机、FPGA模块，在本实施例中，控制单元具体为单片机ATxmega32D4。

进一步地，电源单元包括AC/DC模块、滤波稳压模块，经电源接口接入+220V交流电压，经AC/DC模块，输出+15V直流电压，再经滤波稳压模块改善电源纹波，并输出+12V、+5V、+3.3V直流电压为控制单元、本振单元和接收单元供电，以满足产品中不同元器件的供电电压需要。

进一步地，本实用新型还包括一种通信系统，该通信系统采用本实施例中的下变频器实现信号的转换。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种X波段下变频器，其特征在于：所述下变频器包括接收单元、本振单元和控制单元；所述接收单元包括混频器、第一电调衰减器和第二电调衰减器，所述本振单元包括频综模块；

所述控制单元输出端与所述接收单元中的第一电调衰减器和第二电调衰减器连接，所述控制单元输出端与所述本振单元中的频综模块连接，所述本振单元输出端与所述接收单元中的混频器连接。

2.根据权利要求1所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述接收单元包括依次连接的第一带通滤波器、限幅器、第一放大器、混频器、第二带通滤波器、第一电调衰减器、第二放大器、第三放大器、第二电调衰减器、第四放大器、第五放大器、第三带通滤波器。

3.根据权利要求2所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述本振单元包括依次连接的内外参考同步模块、频综模块、功分器、第六放大器和低通滤波器，所述低通滤波器与所述混频器连接。

4.根据权利要求3所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述频综模块包括频率合成模块、锁相环模块和频率控制模块，所述频率合成模块具体为DDS模块；所述频率控制模块输出端与所述DDS模块连接，所述DDS模块输出端与所述锁相环模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述锁相环模块包括依次连接的高速鉴相器、高速有源环路滤波器、VCO模块、功分器、第二隔离放大器、宽带高速分频模块、第二幅度均衡模块、LC带通滤波器，所述LC带通滤波器输出端与所述高速鉴相器连接。

6.根据权利要求5所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述频综模块包括依次连接的频率控制模块、DDS模块、SAW滤波模块、第一幅度均衡模块、锁相环模块、第一隔离放大器、第一微带低通滤波器、第三幅度均衡模块、放大模块、第二微带低通滤波器，且所述锁相环模块中的功分器与所述第一隔离放大器连接，所述频率控制模块的分频接口与锁相环模块中的宽带高速分频模块连接。

7.根据权利要求4所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述频率控制模块包括SPI接口，所述频率控制模块经SPI接口与控制单元双向连接。

8.根据权利要求1所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述控制单元为单片机ATxmega32D4。

9.根据权利要求1所述的一种X波段下变频器，其特征在于：所述下变频器还包括电源单元，所述电源单元包括依次连接的AC/DC模块、滤波稳压模块，输出不同的直流电压为控制单元、本振单元和接收单元供电。

10.一种通信系统，其特征在于：所述通信系统采用权利要求1-9中任意一项所述的下变频器实现信号的转换。