CN212210998U - 一种新型双波段上下变频模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种新型双波段上下变频模块，其结构包括1G产生电路、本振源、X/Ka波段上变频和X/Ka波段下变频。本实用新型的优点：体积小，重量不超过1.4kg，实现了在狭小体积内X/Ka波段的上下变频的功能，杂散抑制度高，双波段接收增益高、噪声低，双波段发射相位噪声指标良好，能够很好的满足无线收发系统的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种信号的收发模块，具体涉及一种新型双波段上下变频模块，属于无线通信技术领域。
背景技术
随着通信技术发展日趋高速,无线研究领域已推进到毫米波频段,并正向着太赫兹领域发展。毫米波上下变频模块作为毫米波前端的重要部件，对整个系统起着至关重要的作用。同时数字通信高速发展中对于上下变频器的相位特性要求更高，尤其对频率合成器的相位噪声有更严格的要求。
现有技术中，X/Ka波段的上下变频模块的设计存在体积大、重量较重，杂散抑制度低，双波段接收增益低、噪声大，双波段发射相位噪声指标较差，频率稳定度低，接收灵敏度不高等缺陷，影响雷达在不同使用环境下的工作表现，无法满足日益增长的无线收发系统的要求。
实用新型内容
本实用新型提出的是一种新型双波段上下变频模块，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，实现双波段和差通道回波信号的低噪声放大、滤波、下变频。
本实用新型的技术解决方案：一种新型双波段上下变频模块，其结构包括1G产生电路、本振源、X/Ka波段上变频电路和X/Ka波段下变频电路，
所述的1G产生电路用于通过晶振产生100M信号，经过功分、放大、滤波后产生1G信号；
所述的本振源用于晶振信号经功分、鉴相、混频、分频、锁相，经功分后产生两路信号，分别用作上变频及下变频本振信号；
所述的X/Ka波段上变频电路用于上变频分时产生X/Ka波段发射激励、发射校准信号；
所述的X/Ka波段下变频电路用于下变频分时接收X/Ka波段回波信号。
优选的，所述的X/Ka波段上变频电路，输入DDS信号经开关切换X波段输入中频及Ka波段输入中频；当开关切换至X波段输出时，输入激励信号经混频、滤波放大、二次混频等产生X波段信号，经开关切换分时产生发射激励、发射校准信号、发射BIT信号并分别输出；当开关切换至Ka波段输出时，输入激励信号经混频、滤波放大、倍频等产生Ka波段信号，经开关切换分时产生发射激励、发射校准信号、发射BIT信号并分别输出。
优选的，所述的X/Ka波段下变频电路，X波段和路及差路输入经限幅、滤波放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；Ka波段和路经环形器、限幅、衰减放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；Ka差路及Ka差路BIT由单刀双掷开关切换输入，经限幅、衰减放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；X波段和路及差路与Ka波段和路及差路由切换开关分别输出至IF-∑、IF-△，完成X/Ka波段回波信号分时接收。
本实用新型的优点：体积小，重量不超过1.4kg，实现了在狭小体积内X/Ka波段的上下变频的功能，杂散抑制度高，双波段接收增益高、噪声低，双波段发射相位噪声指标良好，能够很好的满足无线收发系统的要求。
附图说明
图1是本实用新型新型双波段上下变频模块的结构示意图。
图2是图1中1G产生电路一种实施例的示意图。
图3是图1中本振产生电路一种实施例的示意图。
图4是图1中上变频一种实施例的原理图。
图5是图1中下变频一种实施例的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，一种新型双波段上下变频模块，其结构包括1G产生电路、本振源、X/Ka波段上变频和X/Ka波段下变频；
如图2所示，所述的1G产生电路通过晶振产生100M信号，经过功分、放大、滤波后产生1G信号；
如图3所示，所述的本振源由晶振信号经功分、鉴相、混频、分频、锁相等产生，经功分后产生两路信号，分别用作上变频及下变频本振信号；
如图4所示，所述的X/Ka波段上变频电路，上变频分时产生X/Ka波段发射激励、发射校准信号；
具体的，所述的X/Ka波段上变频电路，输入DDS信号经开关切换X波段输入中频及Ka波段输入中频；当开关切换至X波段输出时，输入激励信号经混频、滤波放大、二次混频等产生X波段信号，经开关切换分时产生发射激励、发射校准信号、发射BIT信号并分别输出；当开关切换至Ka波段输出时，输入激励信号经混频、滤波放大、倍频等产生Ka波段信号，经开关切换分时产生发射激励、发射校准信号、发射BIT信号并分别输出。
如图5所示，所述的X/Ka波段下变频电路，下变频分时接收X/Ka波段回波信号。
具体的，所述的X/Ka波段下变频电路，X波段和路及差路输入经限幅、滤波放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；Ka波段和路经环形器、限幅、衰减放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；Ka差路及Ka差路BIT由单刀双掷开关切换输入，经限幅、衰减放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；X波段和路及差路与Ka波段和路及差路由切换开关分别输出至IF-∑、IF-△，完成X/Ka波段回波信号分时接收。
实施例
一种新型双波段上下变频模块，
1)和差通道增益一致性要求≤2dB，相位一致性要求≤40°，X波段和路与差路所选用的器件均保持一致；在和路与差路中均放置可调衰减器、相位调节芯片，通过调节衰减器、相位调节芯片可以保证满足。
2)和差通道隔离度要求≥50dB，和路与差路独立设计并单独分腔，通过内盖板来实现隔离；和路与差路共用本振，功分后经过放大器进行反向隔离；和路及差路放大器分开供电；通过以上手段可以满足。
3)技术杂散要求在输入信号功率-20dBm，通过调节AGC使中频输出为2dBm时满足窄带杂散≤-60dBc、带外杂散≤-65dBc；宽带杂散≤-60dBc、带外杂散≤-55dBc的要求。接收通道的杂散信号主要来源于混频器的交互调产物，经过计算混频产生的交调信号频率均在带外，通过带通滤波器、低通滤波器进行杂散抑制，同时混频对交调产物也有一定的抑制，所以可以保证输出信号杂散要求。
涉及以下关键技术：
1)下变频接收对噪声系数要求很高，噪声系数指标主要受第一级放大器之前的损耗、第一级放大器自身的噪声影响，后级电路对噪声系数也有一定影响。X波段和路第一级放大器之前的无源器件为限幅器、滤波器。限幅器的插入损耗为1dB，滤波器的插入损耗为2.5dB，第一级低噪声放大器的噪声系数为1.4dB。噪声系数仿真结果为10.9dB；低温条件下噪声系数会比常温条件下略好；高温条件下，噪声系数比常温恶化约1dB，预计不超过12.5dB。
2)上变频Ka波段发射对相位噪声要求较高，采用1次变频及2次倍频的方式实现。DDS输入相噪优于-130dBc/Hz@1kHz，本振信号相噪为-96dBc/Hz@1kHz，混频后相噪为-96+20log(9012.58643.75)＝-95.6dBc/Hz@1kHz。倍频器分别采用有源2倍频器芯片NC1780C-1424、NC1782C-3244，单边带相位噪声分别为-130dBc/Hz@1kHz。经过倍频后单边带相位噪声为-95.6dBc+20log4＝-83.6dBc/Hz@1kHz，满足-80dBc/Hz@1kHz的要求。根据X波段的相位噪声测试值，可推算出Ka波段的相位噪声值，其相位噪声与X波段相差约20lg4＝12dB。
输出频率：14GHz～24GHz
输出频率：14.5dBm
输出频率：3dBm
基波抑制：23dBc@Fout＝19GHz
相位噪声：-130dBc/Hz@100kHz(SSB)
输出频率：32GHz～44GHz
输出频率：14dBm
输出频率：4dBm
基波抑制：33dBc@Fout＝38GHz
相位噪声：-130dBc/Hz@100kHz(SSB)
本实施例应用于某气象雷达整机，实测相位噪声为-80dBc/Hz/1KHz，杂散可以保证小于-55dBc，可有效满足雷达系统技术要求。
以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，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)
1.一种新型双波段上下变频模块，其特征包括1G产生电路、本振源、X/Ka波段上变频电路和X/Ka波段下变频电路，
所述的1G产生电路用于通过晶振产生100M信号，经过功分、放大、滤波后产生1G信号；
所述的本振源用于晶振信号经功分、鉴相、混频、分频、锁相，经功分后产生两路信号，分别用作上变频及下变频本振信号；
所述的X/Ka波段上变频电路用于上变频分时产生X/Ka波段发射激励、发射校准信号；
所述的X/Ka波段下变频电路用于下变频分时接收X/Ka波段回波信号。
2.如权利要求1所述的一种新型双波段上下变频模块，其特征是所述的X/Ka波段上变频电路，输入DDS信号经开关切换X波段输入中频及Ka波段输入中频；当开关切换至X波段输出时，输入激励信号经混频、滤波放大、二次混频等产生X波段信号，经开关切换分时产生发射激励、发射校准信号、发射BIT信号并分别输出；当开关切换至Ka波段输出时，输入激励信号经混频、滤波放大、倍频等产生Ka波段信号，经开关切换分时产生发射激励、发射校准信号、发射BIT信号并分别输出。
3.如权利要求1所述的一种新型双波段上下变频模块，其特征是所述的X/Ka波段下变频电路，X波段和路及差路输入经限幅、滤波放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；Ka波段和路经环形器、限幅、衰减放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；Ka差路及Ka差路BIT由单刀双掷开关切换输入，经限幅、衰减放大、混频、开关滤波、衰减放大、开关放大后输出；X波段和路及差路与Ka波段和路及差路由切换开关分别输出至IF-∑、IF-△，完成X/Ka波段回波信号分时接收。
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