CN215818096U - 一种同时发送中频信号和射频信号的电路及pcba模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同时发送中频信号和射频信号的电路及PCBA模块，该电路包括用于将输入信号转换成中频信号的混频器A、用于将所述混频器输出信号分为至少两路的功分器、用于对所述功分器输出的一路中频信号进行增益放大或衰减的增益模块A、用于对所述功分器输出的另一路中频信号进行上变频的混频器B、用于将所述混频器B输出信号进行下变频形成射频信号的混频器C以及对所述混频器C输出的射频信号进行增益放大或衰减的增益模块B。本实用新型提供电路配置多个混频器和增益模块分别形成中频信号和射频信号，实现了在同一电路同时发送中频信号和射频信号，简化了电路结构，可广泛用在发射机中，减小了设备体积。

Description

一种同时发送中频信号和射频信号的电路及PCBA模块

技术领域

本实用新型属于卫星通信产品技术领域，具体涉及到一种同时发送中频信号和射频信号的电路及PCBA模块。

背景技术

在卫星通信应用场景中，用户有时需要中频信号发射机，有时需要射频信号发射机。目前，中频信号发射机和射频信号发射机的射频板架构不一样，需要发射射频信号和中频信号时，需独立分别配置射频信号发射模块和中频信号发射模块，增加了设备的体积，及功能模块相互之间的信号连接复杂度。

实用新型内容

为解决现有技术所存在的技术问题，本实用新型在此的目的在于提供一种同时发送中频信号和射频信号的电路，该电路可以同时发送中频信号和射频信号，简化电路结构，可广泛用在发射机中，减小设备体积。

为实现本实用新型的目的，在此提供的同时发送中频信号和射频信号的电路包括用于将输入信号转换成中频信号的混频器A、用于将所述混频器输出信号分为至少两路的功分器、用于对所述功分器输出的一路中频信号进行增益放大或衰减的增益模块A、用于对所述功分器输出的另一路中频信号进行上变频的混频器B、用于将所述混频器B输出信号进行下变频形成射频信号的混频器C以及对所述混频器C输出的射频信号进行增益放大或衰减的增益模块B。

进一步的，在一些实施方式中，本实用新型提供的电路还配置有连接于所述混频器A输入端的滤波器A、串联于所述混频器A和所述功分器之间的滤波器B、连接于所述增益模块A输出端的滤波器C、串联于所述混频器B和所述混频器C之间的滤波器D、串联于所述混频器C和所述增益模块B之间的滤波器E、和/或连接于所述增益模块B输出端的滤波器F。

进一步的，在一些实施方式中，本实用新型提供的电路还配置有为所述混频器A提供本振的锁相环PLL1、为所述混频器B提供本振的锁相环PLL2、为所述混频器C提供本振的锁相环PLL2、以及为所述锁相环PLL1、所述锁相环PLL2和所述锁相环PLL3提供时钟信号的缓冲器BUFF。

进一步的，在一些实施方式中，本实用新型提供的电路还配置有用于控制所述锁相环PLL1和所述锁相环PLL2输出信号频率的控制模块。

进一步的，在一些实施方式中，所述增益模块A和所述增益模块B为可编程增益模块，所述控制模块接收输入信号并根据输入信号形成输出信号，输出信号配置于所述增益模块A和所述增益模块B，对所述增益模块A输出的中频信号和所述增益模块B输出的射频信号进行放大和衰减控制。

进一步的，在一些实施方式中，所述增益模块A和所述增益模块B为可编程增益模块，所述增益模块A和所述增益模块B分别被配置控制信号，对所述增益模块A输出的中频信号和所述增益模块B输出的射频信号进行放大和衰减控制；所述控制信号由控制模块根据接收的输入信号形成提供。

进一步的，在一些实施方式中，所述控制模块将接收的输入信号进行处理生成数字基带信号，并通过数模转换器输入所述混频器A。

进一步的，在一些实施方式中，本实用新型提供的电路还配置有用于与外部设备连接并与所述控制模块信号连接的连接器D。

进一步的，在一些实施方式中，本实用新型提供的电路还配置有用于接收输入信号的连接器A、用于发射射频信号的连接器B和用于发射中频信号的连接器C。

本实用新型在此另一方面的目的在于提供一种发送中频信号和射频信号的PCBA模块，包括用于布设功能电路的PCBA板和屏蔽罩，所述屏蔽罩包括安装于所述PCBA板上下面用于密封的上屏蔽罩和下屏蔽罩，所述上屏蔽罩上布设有鳍片和风扇，所述下屏蔽罩上布设有开孔；所述功能电路为所述的发送中频信号和射频信号的电路。

采用本实用新型技术方案，达到的有益效果包括：

1.本实用新型提供电路配置多个混频器和增益模块分别形成中频信号和射频信号，实现了在同一电路同时发送中频信号和射频信号，简化了电路结构，可广泛用在发射机中，减小了设备体积。

2.本实用新型提供电路中增益控制器、滤波器和锁相环等器件采用可编程器件，配合控制模块，实现了可编程控制，提高了电路的适用性；

3.本实用新型提供的PCBA模板配置有屏蔽罩，该屏蔽罩实现了对输入信号和输出信号进行隔离，对各功能器件进行隔离，增加了PCBA模块的射频可靠性；

4.本实用新型提供的PCBA模块的屏蔽罩上布设有鳍片，提高了PCBA 模块的散热性能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本实用新型提供的电路的原理框图；

图2为本实用新型提供的PCBA模块中PCBA板顶层元器件布局图；

图3为本实用新型提供的PCBA模块中PCBA板底层元器件布局图

图4为本实用新型提供的上屏蔽罩外观俯视图；

图5为本实用新型提供的上屏蔽罩外观仰视图；

图6为本实用新型提供的下屏蔽罩外观俯视图；

图7为本实用新型提供的PCBA模块的俯视图；

图8为本实用新型提供的PCBA模块的正视图；

附图中：1-连接器A，2-数模转换器，3-滤波器A，4-混频器A，5-滤波器B，6-功分器，7-可编程衰减器A，8-增益放大器A，9-滤波器C，10-连接器B，11-连接器C，12-晶振，13-缓冲器，14-控制模块，15-锁相环PLL1,16-混频器B，17-滤波器D，18-混频器C，19-滤波器E，20-可编程衰减器B，21-增益放大器B，22-滤波器F，23-锁相环PLL2，24-锁相环PLL3,25-连接器D，26-鳍片，27-风扇，28-安装孔，29-凸台，30-分腔体，31-孔，32-上屏蔽罩，33-下屏蔽罩。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

结合图1-图8所示，本实用新型提供一种能够实现射频信号和中频信号同时发送的PCBA模块，该模块包括PCBA板和安装于PCBA板上下面用于封装的屏蔽罩。其中，PCBA板上布设有功能电路，该功能电路用于实现射频信号和中频信号同时产生，应用于发射机中配置发射天线，可实现射频信号和中频信号同时发射。该功能电路包括：

连接器A1，用于信号接收，可以采用如光纤连接器的任何一种能够接收基带信号的连接器；

滤波器A3，用于滤除模拟基带信号外的无用信号，该滤波器A可以根据电路需求配置为低通滤波器、带通滤波器或其它滤波器；

混频器A4，将滤波器A3输出的信号转换成中频信号，该中频信号依据电路需求配置设定，如70MHz～200MHz的中频信号；

滤波器B5，用于滤除混频器A4输出的中频信号外的无用信号，该滤波器B可以根据电路需求配置为低通滤波器、带通滤波器或其它滤波器；

功分器6，用于将滤波器B5输出的中频信号一分为二；

增益模块A，接收功分器6输出的一路中频信号，对该中频信号进行增益放大或衰减；该增益模块A主要包括增益放大器和衰减器，或者主要包括增益放大器A8和可编程衰减器A7，组成可编程增益模块，可以实现对增益和衰减的编程控制；

滤波器C9，滤除增益模块A输出的中频信号外的无用信号后输出中频信号，该滤波器C可以根据电路需求配置为低通滤波器、带通滤波器或其它滤波器；

混频器B16，将功分器6输出的另一路中频信号上变频形成射频信号，该射频信号的频率根据电路需求配置设定，如混频器B16将输入的中频信号上变频为2.4GHz的射频信号；

滤波器D17，滤除混频器B16输出的射频信号外的无用信号，该滤波器D可以根据电路需求配置为低通滤波器、带通滤波器或其它滤波器；

混频器C18，将经滤波器D17输出的射频信号下变频到指定频段的射频信号，该指定频段根据电路需求配置设定，如配置设定为950MHz～2150MHz射频信号；

滤波器E19，滤除混频器C18输出的无用信号，该滤波器E可以根据电路需求配置为低通滤波器、带通滤波器或其它滤波器；

增益模块B，对滤波器E19输出的射频信号进行增益放大或衰减；该增益模块B主要包括增益放大器和衰减器，或者主要包括增益放大器B21和可编程衰减器B20，组成可编程增益模块，可以实现对增益和衰减的编程控制；

滤波器F22，滤除增益模块B输出的射频信号外的无用信号，该滤波器F可以根据电路需求配置为低通滤波器、带通滤波器或其它滤波器；

锁相环PLL1 15，为混频器A4提供本振LO；

锁相环PLL2 23，为混频器B16提供本振LO；

锁相环PLL3 24，为混频器C18提供本振LO；

缓冲器BUFF13，为锁相环PLL1 15、锁相环PLL2 23、锁相环PLL3 24及控制模块14提供时钟信号，缓冲器BUFF13的参考时钟由晶振12提供；

连接器B10、连接器C11，用于输出中频信号和射频信号，可以采用SAM连接器；

控制模块14，将从连接器A1接收到的数据，生成数字基带信号，通过并行接口输出给数模转换器（DAC）2；控制模块14通过串行接口控制锁相环PLL1 12和锁相环PLL2 23输出信号的频率，从而实现电路输出的中频信号的频率和射频信号的频率满足客户需求；控制模块14通过串行接口控制增益模块（可编程增益模块）A和增益模块（可编程增益模块）B对输出的中频信号和射频信号进行放大或衰减，使输出信号的功率满足客户需求；

连接器D25，用于与外部设备连接，内部连接控制模块14，实现对控制模块14编辑调试，以满足不同的电路需求；可以采用2*10的高速连接器。

本文中控制模块14可以包括单片机、ARM，配置外围电路及配置嵌入经编写并调试成功的计算机程序，以实现对从连接器A1接收到的数据进行处理生成数字基带信号，并根据接收到的数据输出控制信号控制锁相环PLL1 12、锁相环PLL2 23输出信号的频率，以及控制增益模块A和增益模块B对输出的中频信号和射频信号进行放大或衰减，使输出信号的功率满足客户需求。该控制模块14还可以包括FPGA电路，通过数字器件和可编程芯片构成，以实现上述数据处理及控制。

本文中，屏蔽罩包括上屏蔽罩32和下屏蔽罩33。其中，上屏蔽罩32的外观如图4和图5所示，上屏蔽罩27上布设有鳍片26、风扇27、安装孔28、用于将元器件的热量传递给屏蔽罩，利于散热，减小应元器件升温对模块性能的影响的凸台29和用于隔离数字和模拟部分并同时隔离输入和输出部分的分腔体30；下屏蔽罩33的外观如图6所示，其上布设有风扇27、安装孔28和用于连接器D25裸露的孔31，便于连接。该屏蔽罩和PCBA板之间通过导热硅胶垫接触到一起，然后再用螺钉紧固，对输入信号和输出信号进行隔离，对各功能电路进行隔离，提高了PCBA模块的射频可靠性，且该屏蔽罩提高了PCBA 模块的散热性能。

在此，上述功能电路的原理是这样的：控制模块14对从连接器A1接收到的数据进行处理生成数字基带信号，并通过并行接口输出给数模转换器2，数模转换器2输出模拟基带信号经滤波器A3滤除模拟基带信号外的无用信号后输入混频器A4对模拟基带信号转换成中频信号，输出给滤波器B5滤除混频器A4输出的无用信号，功分器6将经滤波器B5滤除后的中频信号一分为二，一路输出给增益模块A，一路输出给混频器B16；增益模块A实现对输入的中频信号进行增益放大或衰减后经滤波器C9输出中频信号；混频器B16将功分器6输出的中频信号上变频到指定频率（如2.4GHz）的射频信号后经滤波器D17滤除混频器B16输出信号中除指定频率（如2.4GHz）的射频信号外的无用信号并输入混频器C18，混频器C18将输入的射频信号下变频到指定频率（如950MHz～2150MHz）的射频信号，滤波器E19滤除混频器C18输出的无用信号后输入增益模块B对射频信号进行增益放大或衰减形成目标射频信号后经滤波器F22目标射频信号外的无用信号后输出射频信号。混频器A4、混频器B16、混频器C18形成的中频信号和射频信号的频段由为其提供本振的锁相环PLL1 15、锁相环PLL2 23和锁相环PLL3 24确定，锁相环PLL1 15、锁相环PLL2 23和锁相环PLL3 24产生的本振受控制模块4的控制，并控制增益控制模块A和增益控制模块B的增益放大或衰减，使输出信号的功率满足客户需求。

本文提供的电路根据使用场所，可以配置相应参数，从而实现：同时发送70MHz～200MHz的中频信号和950MHz～2150MHz射频信号。

本文提供的PCBA模块采用模块化设计，具有模块化，体积小、重量轻，方便维护等特点；统一接口和封装，单独或安装应用于其它设备上均可实现射频信号和中频信号同时发送，可进行快速维修和更换。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的修改或等同替换，只要不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，均涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：该电路包括用于将输入信号转换成中频信号的混频器A、用于将所述混频器输出信号分为至少两路的功分器、用于对所述功分器输出的一路中频信号进行增益放大或衰减的增益模块A、用于对所述功分器输出的另一路中频信号进行上变频的混频器B、用于将所述混频器B输出信号进行下变频形成射频信号的混频器C以及对所述混频器C输出的射频信号进行增益放大或衰减的增益模块B。

2.根据权利要求1所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：还配置有连接于所述混频器A输入端的滤波器A、串联于所述混频器A和所述功分器之间的滤波器B、连接于所述增益模块A输出端的滤波器C、串联于所述混频器B和所述混频器C之间的滤波器D、串联于所述混频器C和所述增益模块B之间的滤波器E、和/或连接于所述增益模块B输出端的滤波器F。

3.根据权利要求1所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：还配置有为所述混频器A提供本振的锁相环PLL1、为所述混频器B提供本振的锁相环PLL2、为所述混频器C提供本振的锁相环PLL3、以及为所述锁相环PLL1、所述锁相环PLL2和所述锁相环PLL3提供时钟信号的缓冲器BUFF。

4.根据权利要求3所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：还配置有用于控制所述锁相环PLL1和所述锁相环PLL2输出信号频率的控制模块。

5.根据权利要求4所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：所述增益模块A和所述增益模块B为可编程增益模块，所述控制模块接收输入信号并根据输入信号形成输出信号，输出信号配置于所述增益模块A和所述增益模块B，对所述增益模块A输出的中频信号和所述增益模块B输出的射频信号进行放大和衰减控制。

6.根据权利要求1所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：所述增益模块A和所述增益模块B为可编程增益模块，所述增益模块A和所述增益模块B分别被配置控制信号，对所述增益模块A输出的中频信号和所述增益模块B输出的射频信号进行放大和衰减控制；所述控制信号由控制模块根据接收的输入信号形成提供。

7.根据权利要求5或6所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：所述控制模块将接收的输入信号进行处理生成数字基带信号，并通过数模转换器输入所述混频器A。

8.根据权利要求5或6所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：还配置有用于与外部设备连接并与所述控制模块信号连接的连接器D。

9.根据权利要求1所述的同时发送中频信号和射频信号的电路，其特征在于：还配置有用于接收输入信号的连接器A、用于发射射频信号的连接器B和用于发射中频信号的连接器C。

10.一种同时发送中频信号和射频信号的PCBA模块，其特征在于：该模块包括用于布设功能电路的PCBA板和屏蔽罩，所述屏蔽罩包括安装于所述PCBA板上下面用于密封的上屏蔽罩和下屏蔽罩，所述上屏蔽罩上布设有鳍片和风扇，所述下屏蔽罩上布设有开孔；所述功能电路为权利要求1-9任意一项所述的发送中频信号和射频信号的电路。

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