CN211296717U - 一种Ka波段8通道接收组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种Ka波段8通道接收组件，其包括:8个接收通道，包括依次相连的波导微带转换单元、限幅器、放大器和移相器，用以接收信号并进行放大和相位控制；合成电路模块，与所述接收通道的一端相连，用以将8路接收信号合成为1路；电源控制电路模块，分别与所述放大器和所述移相器相连，用以实现对所述接收通道内的信号进行上电和移相控制。本实用新型的有益效果：Ka波段8通道接收组件是一个高度集成的小型化产品，采用混合布局方式，在同一个腔体内实现毫米波的电路布局和低频的电路布局，相互之间能平稳安全的运行，而且由于组件整体上采用微组装的装配技术，所以可以较容易实现大规模的自动化装配生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及电通信技术领域，特别是，涉及一种Ka波段8通道接收组件。
背景技术
Ka波段为电磁频谱的微波波段的一部分，其频率范围为26.5至40GHz，Ka 波段具有可用带宽宽、干扰少的优点，广泛应用于卫星通信、千兆比特级宽带数字传输等领域，Ka波段接收组件作为毫米波通信系统必不可少的一部分，在通信系统的发展中的作用日益重大，现有的Ka波段接收组件大多采用波导立体电路结构，结构较为臃肿，集成化程度不高，且对于装配的要求很高，很难实现大规模的生产。
实用新型内容
本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
鉴于现有Ka波段接收组件存在的结构臃肿，集成化不高，装配要求高的问题，提出了本实用新型。
因此，本实用新型所要解决的技术问题为使得Ka波段接收组件的结构高度集成化，组件内部结构布局更加合理，便于实现大规模自动化生产。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种Ka波段8通道接收组件，包括，8个接收通道，包括依次相连的波导微带转换单元、限幅器、放大器和移相器，用以接收信号并进行放大和相位控制；合成电路模块，与所述接收通道的一端相连，用以将8路接收信号合成为1路；电源控制电路模块，分别与所述放大器和所述移相器相连，用以实现对所述接收通道内的信号进行上电和移相控制。
作为本实用新型所述Ka波段8通道接收组件的一种优选方案，其中：所述合成电路模块包括第一级二功分器，第二级二功分器和第三级二功分器，所述第一级二功分器为4个并联的二功分器，分别与8个所述接收通道相连，所述第三级二功分器为1个二功分器，所述第二级二功分器为两个并联的二功分器，两端分别于所述第一级二功分器和所述第三级二功分器相连。
作为本实用新型所述Ka波段8通道接收组件的一种优选方案，其中：所述放大器包括前级放大器和末级放大器，所述前级放大器前端与所述限幅器相连，另一端与所述移相器相连，所述末级放大器前端与所述移相器相连，另一端与所述合成电路模块相连，所述移相器设置在所述前级放大器和所述末级放大器之间。
作为本实用新型所述Ka波段8通道接收组件的一种优选方案，其中：所述前级放大器和所述末级放大器为低噪声放大器。
作为本实用新型所述Ka波段8通道接收组件的一种优选方案，其中：每个所述接收通道均有一个对应的所述电源控制电路模块300，所述电源控制电路模块300包括电源调制电路和波控电路。
作为本实用新型所述Ka波段8通道接收组件的一种优选方案，其中：所述电源调制电路两端分别与所述前级放大器和所述末级放大器相连，所述波控电路与所述移相器相连。
作为本实用新型所述Ka波段8通道接收组件的一种优选方案，其中：所述电源调制电路包括与门和驱动器，所述与门的输入端接收外部信号所转换的电平和Bit0信号，其中Bit0信号为TTL信号，所述驱动器在所述与门输出信号的控制下产生工作电压。
作为本实用新型所述Ka波段8通道接收组件的一种优选方案，其中：所述波控电路中设有驱动芯片，所述驱动芯片的输入端与译码器相连，输出端与所述移相器相连，并产生移相码给所述移相器。
本实用新型的有益效果：本实用新型的Ka波段8通道接收组件是一个高度集成的小型化产品，采用混合布局方式，在同一个腔体内实现毫米波的电路布局和低频的电路布局，相互之间能平稳安全的运行，而且由于组件整体上采用微组装的装配技术，所以可以较容易实现大规模的自动化装配生产。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本实用新型Ka波段8通道接收组件第一个实施例所述的结构原理示意图；
图2为本实用新型Ka波段8通道接收组件第二实施例所述的合成电路原理示意图；
图3为本实用新型Ka波段8通道接收组件第二个实施例所述的结构原理示意图；
图4为本实用新型Ka波段8通道接收组件第三个实施例所述的结构原理示意图。
图5为本实用新型Ka波段8通道接收组件第三个实施例所述的结构原理示意图。
图6为本实用新型Ka波段8通道接收组件第三个实施例所述的数据接收时序图。
图7为本实用新型Ka波段8通道接收组件第三个实施例所述的内部射频电路实现图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
参照图1，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种，如图1，一种Ka波段8通道接收组件，其包括:8个接收通道100，包括依次相连的波导微带转换单元101、限幅器102、放大器103和移相器104，用以接收信号并进行放大和相位控制；合成电路模块200，与接收通道100的一端相连，用以将8路接收信号合成为1路；电源控制电路模块300，分别与放大器103和移相器104相连，用以实现对接收通道100内的信号进行上电和移相控制。
具体的，参照图示，本实用新型具有8个接收通道100，每个接收通道100 均包括波导微带转换单元101、限幅器102、放大器103和移相器104，各个构件依次相连，其中波导微带转换单元101与天线连接，用以将天线采集的电磁信号转换为电信号，更进一步的，波导微带转换单元101采用微带探针转换的形式实现波导腔与微带探针发生能量转换。波导中传输的任一沿探针方向的非零模电场都会在探针上激励其电流，通过探针与模电场的强耦合，波导腔与微带探针发生能量转换，本实施例采用H面微带探针转换的结构，探针从波导面宽面插入，且探针平面与波导窄面垂直，微带过渡段采用渐变结构，通过优化探针插入的深度、微带变换器的长度、探针和微带变换器各自的宽度，波导的微带插入处到波导短路处的距离，从而得到满足指标的结果。
限幅器102与波导微带转换单元101相连，即设置于波导微带转换单元101 的后端，将波导微带转换单元101转换后的电信号进行限幅，对后续部件进过压保护，防止输出信号对后续部件的破坏，本实施例中限幅器102的型号不限于选用型号NC1833C-3238，其他相关型号的限幅器102达到使用要求，满足相关指标也可使用，放大器103用于对接收的信号进行逐级放大，移相器104与放大器 103相连，用以对信号进行移相，以消除信号在传输的过程中产生的相移带来的影响，从而使得8个接收通道100中的信号在合路时相位保持一致，具体的，本实施例中移相器104不限于选用型号NC1295C-2532PD，型号NC1295C-2532PD为6位数控移相器，移相控制精度在工作频段内约为2.5°，其他满足使用与性能指标型号的移相器104也可采用。
此外，本实用新型海包括合成电路模块200，用以将8个接收通道100中的接收信号合成为一路并进行输出，具体的，合成电路模块100一端与8个接收通道100的一端相连，另一端连接滤波器，经合成电路模块100后，将天线接收的 8个通道的信号进行输出。电源控制电路模块300与接收通道100相连，具体的，电源控制电路模块300的电源输出端与接收通道100的放大器103建立连接，移向码输出端与接收通道100的移相器104建立连接，电源控制电路模块300通过与放大器103和移相器104建立连接，以实现对接收通道100内的信号进行上电和移相控制。
综上所述，天线采集的电磁信号进入接收通道100，在接收通道100内，波导微带转换单元101将电磁信号转换为电信号，随后限幅器102对电信号进行限幅，以防止信号对后续部件进行破坏，在电源控制电路模块的控制下，放大器 103对信号进行逐级放大，移相器104对信号进行移向控制，最后接入到合成电路模块200中，至此完成一个通道的Ka波段的接收，相对应的，8个接收通道 100内的信号经限幅、放大和移相控制以后，均连接到合成电路模块200，经合成电路模块200将8路接收信号合成为1路再进行后续的步骤，如输出到滤波器进行输出。
实施例2
参照图2、图3，为本实用新型的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：合成电路模块200包括第一级二功分器201，第二级二功分器202和第三级二功分器203，第一级二功分器201为4个并联的二功分器，分别与8个接收通道100相连，第三级二功分器203为1个二功分器，第二级二功分器202 为两个并联的二功分器，两端分别于第一级二功分器201和第三级二功分器203 相连；放大器103包括前级放大器103a和末级放大器103b，前级放大器103a前端与限幅器102相连，另一端与移相器104相连，末级放大器103b前端与移相器104相连，另一端与合成电路模块200相连，移相器104设置在前级放大器 103a和末级放大器103b之间；前级放大器103a和末级放大器103b为低噪声放大器。
具体的，经接收通道100内各部件进行处理后的信号接入到合成电路模块 200，即合成电路模块200的功能为将8路接收信号合成为1路，经接收通道100 接收的信号相位幅度一致性较好，本实施例采用功分器来实现合路，如图2所示，合成电路模块200分为三级结构，包括第一级二功分器201、第二级二功分器202和第三级二功分器203，第一级二功分器201为4个并联的二功分器，用于接收8个接收通道100的8路信号，第二级二功分器202为2个并联的二功分器，其分路端口与第一级二功分器201的合路端口相连，用以接收第一级二功分器201输出的4路信号，第三级二功分器203为1个二功分器，其分路端口与第二级二功分器202的合路端口相连，用以接收第二级二功分器202输出的2路信号，至此，8路信号最终合成为1路信号，并经过滤波器发送给后端处理系统，应当说明的是，此处选择二功分器是考虑到损耗较小(按照二功分器消耗-3.5dB，该合成电路模块200的损耗为-12dB)，以上仅为合成电路模块200的一种选择，合成电路模块200不限于上述选择，还可以使用其他选择，如使用四功分器与二功分器的组合，或者直接使用八功分器，还可以选择选择合路器作为信号合路的基本器件。
此外，为了实现对接收通道100内的信号在电源电路控制模块300的调控下进行逐级放大，放大器103分为前级放大器103a和末级放大器103b，如图3所示，前级放大器103a前端与限幅器102相连，另一端与移相器104相连，经限幅器102限幅后的信号经前级放大器103a进行放大，末级放大器103b设置在移相器104和合成电路模块200之间，即通过移相处理后的8路信号，经末级放大器103b再次放大以后接入合成电路模块200进行处理，移向器104设置在两级放大器103之间，信号经波导微带转换单元101和限幅器102处理后接入放大器 103，对于前级放大器103a和末级放大器103b均选取低噪声放大器，前级放大器103a可以但不限于选用型号NC10173C的放大器，同样的，末级放大器103b 可以但不限于选用型号NC10222C，选取低噪声放大器可以减小放大器器件对信号的影响和干扰。
实施例3
参照图4、图5、图6和图7，为本实用新型的第三个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：每个接收通道100均有一个对应的电源控制电路模块300，电源控制电路模块300包括电源调制电路301和波控电路302。电源调制电路301 两端分别与前级放大器103a和末级放大器103b相连，波控电路302与移相器104 相连。电源调制电路301包括与门301a和驱动器301b，与门301a的输入端接收外部信号所转换的电平和Bit0信号，其中Bit0信号为TTL信号，驱动器301b 在与门301a输出信号的控制下产生工作电压。波控电路302中设有驱动芯片 302a，驱动芯片302a的输入端与译码器相连，输出端与移相器104相连，并产生移相码给移相器104。
如图4所示，每一个接收通道100均有其相对应的电源控制电路模块300，用以对其通道内的信号进行控制，电源控制电路中传输数据结构定义为：
Bit0：控制位；
Bit1-Bit6：移相码控制位；
Bit7-Bit25：均置“0”。
具体的，电源控制电路模块300包括电源调制电路301和波控电路302，电源调制电路301的两端分别与前级放大器103a和末级放大器103b连接，电源调制电路301用来实现对两级放大器103的加电通断控制，即为两级放大器103提供工作电压，更进一步的，电源调制电路301包括与门301a和驱动器301b，与门301a的两个输入端分别输入天线接收的外部信号所转换的电平和Bit0信号，其中Bit0信号为TTL信号(晶体管-晶体管逻辑电平信号)，与门301a用于控制是否给两级放大器103供电，驱动器301b在与门301a输出信号的控制下产生或不产生用于驱动两级放大器103的工作电压，具体为：信号R和控制位Bit0 进行与门运算，驱动器301b中的芯片根据与门运算的结果产生通道电源控制信号，其中Bit0控制位由波控电路302产生，信号R为天线接收的外部信号包络产生的电平信号，驱动器301b中的芯片可以型号NCD58C的芯片，控制信号描述见表1。
表1控制信号
| 序号 | R | Bit0 | 放大器 |
| 1 | 1 | 1 | 工作 |
| 2 | 1 | 0 | 不工作 |
| 3 | 0 | 1 | 不工作 |
其中，当接收的信号R的电平为高电平且Bit0为高电平，产生电源控制信号为工作状态，即高电平，两级放大器103工作；当接收的信号R和Bit0的电平不均为高电平，则产生电源控制信号为不工作状态，即低电平，电源控制电路不向两级放大器103提供工作电压，两级放大器103不工作。驱动器芯片接收高电平时产生两级放大器103的工作电压，相反当接收到低电平时驱动器301b 的芯片不产生电流，驱动器301b中的芯片直接将译相码直接发送给移相器104。
进一步的，波控电路302中设有驱动芯片302a，驱动芯片302a的输入端与译码器相连，输出端与移相器104相连，每一波控电路302的核心芯片302a在译码器产生的相应通道选择信号控制下输出移相码给相应的移相器104,应当说明的是，核心芯片302a是本实施例中不限于型号NC20416C，其他符合条件的芯片也可选用，译码器在该实施例中选用三-八译码器。核心芯片302a的输入信号包括时钟CLK、锁存DARY和数据DATA，时钟CLK、锁存DARY和数据DATA 为TTL电平，输出信号包括6位移相码和ST0(即Bit0)信号。如图所示，CLK 下降沿接收数据，串行数据从DATA串入，低位Bit0先进，DARY产生上升沿，进行数据锁存和输出，先串入的数据Bit0在锁存器的左侧，后串入的数据Bit25 在锁存器的右侧。具体地，三-八译码器在外部选取接收通道的控制信号“Sel1， Sel2，Sel3”的控制下产生8路通道选择信号CS1-CS8，其中CS1为“000”对应通道1，CS2为“001”对应通道2，CS3为“010”对应通道3，CS4为“011”对应通道4，CS5为“100”对应通道5，CS6为“101”对应通道6，CS7为“110”对应通道7，CS8为“111”对应通道8，CS1-CS8分别控制8个通道的波控电路 302的移相数据和ST0(即Bit0)的输出，即CS控制串口数据码DATA中的特定通道的数据码片输出，当CS1为低电平时，DATA中通道1的数据码片被选中，将选中数据码片中的接收移相码传输至相应的移相器104，并将Bit0(ST0)输出至电源调制电路301，从而实现不同通道的不同移相码的有序输出。
综上所述，如图7所示，射频信号从左侧输入，经波导微带转换单元101 进行转换、限幅器102进行限幅、放大器103进行放大、移相器104进行移相后，8路合成一路输出。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种Ka波段8通道接收组件，其特征在于：包括，
8个接收通道(100)，包括依次相连的波导微带转换单元(101)、限幅器(102)、放大器(103)和移相器(104)，用以接收信号并进行放大和相位控制；
合成电路模块(200)，与所述接收通道(100)的一端相连，用以将8路接收信号合成为1路；
电源控制电路模块(300)，分别与所述放大器(103)和所述移相器(104)相连，用以实现对所述接收通道(100)内的信号进行上电和移相控制。
2.如权利要求1所述的Ka波段8通道接收组件，其特征在于：所述合成电路模块(200)包括第一级二功分器(201)、第二级二功分器(202)和第三级二功分器(203)，所述第一级二功分器(201)为4个并联的二功分器，分别与8个所述接收通道(100)相连，所述第三级二功分器(203)为1个二功分器，所述第二级二功分器(202)为两个并联的二功分器，两端分别于所述第一级二功分器(201)和所述第三级二功分器(203)相连。
3.如权利要求1或2所述的Ka波段8通道接收组件，其特征在于：所述放大器(103)包括前级放大器(103a)和末级放大器(103b)，所述前级放大器(103a)前端与所述限幅器(102)相连，另一端与所述移相器(104)相连，所述末级放大器(103b)前端与所述移相器(104)相连，另一端与所述合成电路模块(200)相连，所述移相器(104)设置在所述前级放大器(103a)和所述末级放大器(103b)之间。
4.如权利要求3所述的Ka波段8通道接收组件，其特征在于Ka波段8通道接收组件：所述前级放大器(103a)和所述末级放大器(103b)为低噪声放大器。
5.如权利要求4所述的Ka波段8通道接收组件，其特征在于：每个所述接收通道(100)均有一个对应的所述电源控制电路模块(300)，所述电源控制电路模块(300)包括电源调制电路(301)和波控电路(302)。
6.如权利要求5所述的Ka波段8通道接收组件，其特征在于：所述电源调制电路(301)两端分别与所述前级放大器(103a)和所述末级放大器(103b)相连，所述波控电路(302)与所述移相器(104)相连。
7.如权利要求6所述的Ka波段8通道接收组件，其特征在于：所述电源调制电路(301)包括与门(301a)和驱动器(301b)，所述与门(301a)的输入端接收外部信号所转换的电平和Bit0信号，其中Bit0信号为TTL信号，所述驱动器(301b)在所述与门(301a)输出信号的控制下产生工作电压。
8.如权利要求7所述的Ka波段8通道接收组件，其特征在于：所述波控电路(302)中设有驱动芯片(302a)，所述驱动芯片(302a)的输入端与译码器相连，输出端与所述移相器(104)相连，并产生移相码给所述移相器(104)。
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