CN213937881U - 十二通道毫米波直接检波式接收机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种十二通道毫米波直接检波式接收机，包括壳体，壳体内包括能够同时测量的12路检波通道，12路检波通道包括信号接收端、喇叭天线、波导微带过渡结构、低噪声放大器、过渡段、平方律检波器、第一低通滤波器、运算放大器、积分延迟电路以及信号输出端，低噪声放大器为两级结构；过渡段结构包括输入匹配电路和第二低通滤波器；平方率检波器包括零偏置肖特基检波二极管。本实用新型拥有12路通道，允许同时测量，最大限度地减少了测量时间；多通道并行，更精确、更稳定、更快速；体积小，集成度高，便于携带和使用；采用两级低噪声放大器，噪声系数较低、增益稳定，有较高的灵敏度；结果精确、灵敏度高、带负载能力高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种接收机，尤其涉及一种十二通道毫米波直接检波式接收机。
背景技术
毫米波接收机是一款被动式毫米波遥感设备，毫米波遥感能弥补可见光和红外遥感在工作时间方面的不足，能在白天和夜晚全时段工作。在现有技术中，接收机一般有超外差式和直接检波式两种结构，超外差式利用混频的方式将较高频率的射频信号转化为中频信号，再对中频信号进行检波；而直接检波式接收机直接对高频接收信号进行检波输出。
中国发明专利CN201720105422公开了一种星载微波辐射计，该辐射计用来探测大气参数，它拥有超宽带、多通道的特点，本质上是一种超外差式接收机。中国发明专利CN201811595380公布了一种调制型直接检波式成像前端辐射计，该辐射计通过锁相放大技术提高了成像前端的检测灵敏度，并能随意设定调制频率，具有较高的使用灵活性。
上述接收机都能够实现不同程度的信号检测，但仍然存在部分问题，例如，超外差式结构需要提供本振信号，难免会造成信号泄露影响检波效率；此外，高灵敏度、高分辨率的多波束阵列目标探测技术也是军用或民用接收机的重要研究方向。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型旨在提供一种较高灵敏度的十二通道的阵列式毫米波直接检波式接收机。
技术方案：本实用新型所述的一种十二通道毫米波直接检波式接收机，包括壳体，壳体内包括能够同时测量的12路检波通道，12路检波通道包括信号接收端、用于接收目标信号的喇叭天线、用于传输信号的波导微带过渡结构、低噪声放大器、过渡段结构、平方率检波器、第一低通滤波器、运算放大器、积分延迟电路以及信号输出端，低噪声放大器为两级结构，第一级低噪放频率覆盖范围为75-110GHz，第二级低噪放频率覆盖范围为90-100GHz；过渡段结构包括输入匹配电路和第二低通滤波器；平方率检波器包括零偏置肖特基检波二极管。
其中，接收机的电路为开关电源电路，所述电路为4层，每层分为左右两侧，左侧部分每两层组成4路喇叭天线，右侧部分第1、3、4层每层放置4路接收机通道，与左侧部分连接，右侧部分第2层为开关电源电路，为其他层供电，并设置有作为输入输出总端口的25芯连接器；电路左侧部分的第1、2层构成1-4路喇叭天线，第2、3层构成5-8路喇叭天线，第3、4层构成9-12路喇叭天线。
其中，喇叭天线为矩形喇叭天线；波导微带过渡结构为鳍线过渡结构。
本实用新型中，过渡段结构包括输入低通滤波器和输入匹配电路，所述输入低通滤波器为扇形结构低通滤波器，采用直流到地的形式，并允许二极管放电，所述过渡段结构与零偏置肖特基检波二极管连接；运算放大、积分电路设置有用于提高电路输出负载能力的射极跟随器，用于对电路进行三级运放，在第二级运放前设置对输出进行平滑处理的积分延迟电路。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：(1)拥有12路通道，允许同时测量，最大限度地减少了测量时间；(2)多通道并行，更精确、更稳定、更快速；(3)体积小，集成度高，便于携带和使用；(4)采用两级低噪声放大器，噪声系数较低、增益稳定，有较高的灵敏度；(5)结果精确、灵敏度高、带负载能力高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的运算放大和积分电路图；
图3为本实用新型的壳体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图所示的一种十二通道毫米波直接检波式接收机，包括壳体，壳体内包括能够同时测量的12路检波通道，12路检波通道包括信号接收端、用于接收目标信号的喇叭天线、用于传输信号的波导微带过渡结构、低噪声放大器、过渡段结构、平方率检波器、第一低通滤波器、运算放大器、积分延迟电路以及信号输出端，低噪声放大器为两级结构，第一级低噪放频率覆盖范围为75-110GHz，在90-100GHz频率范围内，噪声系数基本小于2.5dB，增益大于20dB，驻波小于1.5；第二级低噪放频率覆盖范围为90-100GHz，采用gANZ0017，增益大于20dB，回波小于-5dB，噪声系数小于6dB。将两级低噪放级联，得到约40dB的增益，且具有较低的噪声系数。
平方率检波器包括HSCH-9161零偏置肖特基检波二极管，其中运算放大器及积分延迟电路中所用的电阻阻值根据实际检波输出电压进行调节。
肖特基检波二极管具有低结电容，低温度系数，截止频率高的特点，由于输入的天线温度是随机噪声信号，辐射计内部又存在各种噪声，平方率检波器输出的电压包含直流分量和交流分量，故在检波二极管后设置低通滤波器。
接收机的电路为开关电源电路，所述电路为4层，每层分为左右两侧，左侧部分每两层组成4路喇叭天线，右侧部分第1、3、4层每层放置4路接收机通道，与左侧部分连接，右侧部分第2层为开关电源电路，为其他层供电，并设置有作为输入输出总端口的25芯连接器，连接器的型号为J30J——25ZKP。
所使用的运算放大器需要±12V供电，低噪放芯片需要+1.5V，为了节约功耗，采用开关电源电路，将+12V通过开关电源转换至2.5V，最后稳压输出+1.5V。
电路左侧部分的第1、2层构成1-4路喇叭天线，第2、3层构成5-8路喇叭天线，第3、4层构成9-12路喇叭天线。
喇叭天线为矩形喇叭天线，馈电端口为WR10，喇叭口径为9.9mm，喇叭直线长度为37mm，最大辐射方向上增益大于20dB，旁瓣电平为-13.4dB，半功率波束宽度为14.64°。
波导微带过渡结构为鳍线过渡结构，波导采用WR10标准波导，所述鳍线过渡采用的介质基板为Duriod5880，厚度为0.127mm，介电常数为2.22，所需频率范围内回波损耗大于16dB，插损小于0.3dB，具有相对平坦的传输性能。
过渡段结构包括第二低通滤波器和输入匹配电路，所述第二低通滤波器为扇形结构低通滤波器，采用直流到地的形式，并允许二极管放电，防止射频信号泄露并提供开路，所述输入匹配电路能使检波二极管与信号源阻抗匹配，提高检波灵敏度。
平方率检波器输出包括直流分量和交流分量，故在检波二极管后设置第一低通滤波器。所述第一低通滤波器抑制了由于信号经过平方律检波器检波后，不可避免地产生的无用的高次谐波分量，所述第一低通滤波器滤除了这部分无用信号，达到了高抑制性和高阻带的要求。
运算放大、积分电路设置有用于提高电路输出负载能力的射极跟随器，用于对电路进行三级运放，在第二级运放前设置对输出进行平滑处理的积分延迟电路。
运算放大电路采用同相放大电路，采用三级运放，包括第一级运放11、第二级运放13、第三级运放14，其中，所述第一级运放11放大倍数由电阻R1、R2、R3决定，放大倍数为(1+R2/R3)；所述第二级运放12放大倍数由电阻R5、R6、R7决定，放大倍数为(1+R6/R7)；两级运放级联，放大倍数为(1+R2/R3)*(1+R6/R7)。在第二级运放前添加积分延迟电路12，所述积分延迟电路采用RC积分电路，选用电阻R4＝10k，电容C1＝0.01μf组成，积分时间为τ＝RC，计算可得τ＝1ms，所述积分电路对输出进行平滑处理。所述第三级运放14作为射极跟随器，用来提高输出负载能力。
十二通道检波输出电压：
| 通道号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 检波输出电压/mV | 3.6 | 2.9 | 3.5 | 4.6 |
| 通道号 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 检波输出电压/mV | 4.5 | 4.4 | 3.3 | 3.4 |
| 通道号 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 检波输出电压/mV | 3.3 | 2.6 | 4.5 | 3.4 |
Claims (7)
1.一种十二通道毫米波直接检波式接收机，包括壳体，其特征在于，所述壳体内包括能够同时测量的12路检波通道，所述12路检波通道包括信号接收端、用于接收目标信号的喇叭天线、用于传输信号的波导微带过渡结构、低噪声放大器、过渡段结构、平方率检波器、第一低通滤波器、运算放大器、积分延迟电路以及信号输出端，所述低噪声放大器为两级结构，第一级低噪放频率覆盖范围为75-110GHz，第二级低噪放频率覆盖范围为90-100GHz；所述平方率检波器包括零偏置肖特基检波二极管。
2.根据权利要求1所述的十二通道毫米波直接检波式接收机，其特征在于，所述接收机的电路为开关电源电路，所述电路为4层，每层分为左右两侧，左侧部分每两层组成4路喇叭天线，右侧部分第1、3、4层每层放置4路接收机通道，与左侧部分连接，右侧部分第2层为开关电源电路，为其他层供电，并设置有作为输入输出总端口的25芯连接器。
3.根据权利要求2所述的十二通道毫米波直接检波式接收机，其特征在于，所述电路左侧部分的第1、2层构成1-4路喇叭天线，第2、3层构成5-8路喇叭天线，第3、4层构成9-12路喇叭天线。
4.根据权利要求1所述的十二通道毫米波直接检波式接收机，其特征在于，所述喇叭天线为矩形喇叭天线。
5.根据权利要求1所述的十二通道毫米波直接检波式接收机，其特征在于，所述波导微带过渡结构为鳍线过渡结构。
6.根据权利要求1所述的十二通道毫米波直接检波式接收机，其特征在于，所述过渡段结构包括第二低通滤波器和输入匹配电路，所述第二低通滤波器为扇形结构低通滤波器，采用直流到地的形式，并允许二极管放电，所述过渡段结构与零偏置肖特基检波二极管连接。
7.根据权利要求1所述的十二通道毫米波直接检波式接收机，其特征在于，所述运算放大、积分电路设置有用于提高电路输出负载能力的射极跟随器，用于对电路进行三级运放，在第二级运放前设置对输出进行平滑处理的积分延迟电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120177235.3U CN213937881U (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 十二通道毫米波直接检波式接收机 |
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| CN202120177235.3U CN213937881U (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 十二通道毫米波直接检波式接收机 |
Publications (1)
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| CN213937881U true CN213937881U (zh) | 2021-08-10 |
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ID=77159113
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| CN202120177235.3U Active CN213937881U (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 十二通道毫米波直接检波式接收机 |
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|---|---|
| CN (1) | CN213937881U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114785362A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-07-22 | 江苏省电子信息产品质量监督检验研究院(江苏省信息安全测评中心) | 一种k波段多通道接收机 |
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2021
- 2021-01-22 CN CN202120177235.3U patent/CN213937881U/zh active Active
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