CN216699988U - 一种下变频分机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种下变频分机，包括电源模块、控制监测模块、变频模块及本振频率源模块；电源模块连接外部电源，电源模块还连接本振频率源模块、控制监测模块和变频模块，给三者供电；电源模块，完成将外部24V电源经DC/DC模块变换为分机内电源；变频模块，作为分机的信号输入端及输出端；波导输入75～100GHz频率信号，经变频模块两次下变频后，变为0.95～1.95GHz的中频输出；本振频率源模块，其连接变频模块，产生变频模块所需频率信号；控制监测模块，其连接变频模块及本振频率源模块，协议控制本振频率源模块输出频率的改变。

Description

一种下变频分机

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，具体涉及一种75～100GHz宽频段接收设备。

背景技术

变频分机是一种变频接收设备。随着无线通信电子技术的高速发展，无线通信对接收机的集成度、灵活性、通信制式的兼容性和工程应用性等方面提出了越来越高的要求。射频接收机的种类很多，具体实现方式也各不相同。其中，射频接收机是无线通信、电子战、雷达系统和卫星负载等微波射频系统中的核心结构，其被广泛应用在各类雷达系统中。

射频接收机的作用是将射频信号进行低噪声接收、变频与放大，将电平不固定的中频信号进行自动增益控制后放大为固定的中频电平，是影响雷达系统性能的重要模块。

随着半导体技术的向更高频率的发展，接收机已有常用的微波频段拓展到W波段，W波段具有更宽的绝对实用带宽，结合大气窗口的特性，电子对抗领域，通信领域均对W波段的接收机有着强烈的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种下变频分机，是一种75～100GHz宽频段接收设备

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：

一种下变频分机，包括电源模块、控制监测模块、下变频模块及本振频率源模块；

电源模块连接外部电源，电源模块还连接本振频率源模块、控制监测模块和下变频模块，给三者供电；

电源模块，完成将外部24V电源经DC/DC模块变换为分机内电源；

下变频模块，作为分机的信号输入端及输出端；波导输入75～100GHz频率信号，经下变频模块两次下变频后，变为0.95～1.95GHz的中频输出；

本振频率源模块，其连接下变频模块，产生变频模块所需频率信号；

控制监测模块，其连接变频模块及本振频率源模块，协议控制本振频率源模块输出频率的改变。

作为一种优选技术方案，下变频模块采用两个独立的功能模块，分别为75～100GHZ毫米波下变频模块和X波段下变频模块；

75～100GHZ毫米波下变频模块将75～100GHZ频率信号变为8～13GHZ频率信号，该模块完成对信号的分选、镜频抑制、下变频；

X波段下变频模块将8～13GHZ变为0.95～1.95GHz频率信号，该模块完成对信号的分选、幅度调理、下变频。

作为一种优选技术方案，75～100GHZ毫米波下变频模块包括低噪声放大器、带通滤波器、混频器；75G～100GHZ通过波导微带连接到低噪声放大器LNA1的输入端，低噪声放大器LNA1 的输出端连接到均衡器，均衡器的输出端连接到单刀双掷开关SP1的不动端，单刀双掷开关 SP1的两个动端分为两路，两路结构完全相同，其中一个动端连接低噪声放大器LNA2输入端，低噪声放大器LNA2输出端连接带通滤波器BPF1输入端；另一个动端连接低噪声放大器LNA3 输入端，低噪声放大器LNA3输出端连接带通滤波器BPF2输入端；两路的两个带通滤波器的输出端分别连接到单刀双掷开关SP2的动端，单刀双掷开关SP2的定端连接的混频器Mixer1 的输入端，混频器Mixer1的输出端通过波导连接线连接到X波段下变频模块；混频器Mixer1 与本振频率源模块连接，本振频率源模块向混频器Mixer1的输出本振信号。

作为一种优选技术方案，X波段下变频模块包括低噪声放大器、带通滤波器、数控衰减器、混频器；

带通滤波器BPF3的输入端通过波导连接线连接到上述75～100GHZ毫米波下变频模块，带通滤波器BPF3的输出端连接到低噪声放大器LNA4的输入端，低噪声放大器LNA4的输出端连接有单刀三掷开关SP3的定端，单刀三掷开关SP3的三个动端分别连接到带通滤波器BPF4、带通滤波器BPF5、带通滤波器BPF6的输入端，三个带通滤波器的输出端分别连接到单刀三掷开关SP4的动端，单刀三掷开关SP4的定端连接到可调数控衰减器的输入端，可调数控衰减器的输出端连接到混频器Mixer2的输入端，混频器Mixer2的输出端连接到带通滤波器BPF7 的输入端，带通滤波器BPF7的输出端连接到低噪声放大器LNA5的输入端，低噪声放大器LNA5 的输出端连接带通滤波器BPF8的输入端，带通滤波器BPF8的输出端作为变频模块的输出端输出中频信号；混频器Mixer2与本振频率源模块连接，本振频率源模块向混频器输出本振信号。

作为一种优选技术方案，本振频率源模块包括时钟电路、X波段下变频频率电路、毫米波8倍频电路；

时钟电路输出端分别连接X波段下变频频率电路输入端、毫米波8倍频电路输入端；毫米波8倍频电路输出端、X波段下变频频率电路输出端分别连接到上述75～100GHZ毫米波下变频模块、X波段下变频模块，为其提供本振信号。

作为一种优选技术方案，毫米波8倍频电路包括数控衰减器、倍频器、带通滤波器、低通滤波器；

数控衰减器的输入端连接频率源，数控衰减器的输出端依次连接倍频器FM1、带通滤波器BPF9、倍频器FM2、低通滤波器LPF；低通滤波器的输出端输出本振信号给混频器Mixer1。

作为一种优选技术方案，X波段下变频频率电路包括带通滤波器、低噪声放大器；带通滤波器BPF10的输入端连接频率源，带通滤波器BPF10的输出端依次连接低噪声放大器LNA6、带通滤波器BPF11；带通滤波器BPF11的输出端输出本振信号给X波段下变频模块。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的模块示意图；

图2为下变频模块的工作原理图；

图3为75～100GHZ毫米波下变频模块的电路原理图；

图4为X波段下变频模块的电路原理图；

图5为毫米波8倍频电路；

图6为X波段下变频频率电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

一种下变频分机，包括机箱和设置在机箱内的电源模块、控制监测模块、下变频模块及本振频率源模块。

电源模块连接外部电源，电源模块还连接本振频率源模块、控制监测模块和变频模块，给三者供电。电源模块完成将外部24V电源经DC/DC模块变换为分机内电源，分别变为12V， -5V和+5V。

下变频模块，作为分机的信号输入端及输出端；波导输入75～100GHz频率信号，经下变频模块两次下变频后，变为0.95～1.95GHz的中频输出。

本振频率源模块连接下变频模块，产生变频模块所需频率信号。

控制监测模块连接下变频模块及本振频率源模块，协议控制本振频率源模块输出频率的改变。

本实施例中，电源模块采用能实现此功能的通用电源模块即可。控制模块也采用能实现此功能的通用控制模块即可

本实施例中，下变频模块采用两个独立的功能模块，分别为75～100GHZ毫米波下变频模块和X波段下变频模块。

75～100GHZ毫米波下变频模块将75～100GHZ频率信号变为8～13GHZ频率信号，该模块完成对信号的分选、镜频抑制、下变频等功能。模块本振信号由本振频率源模块供给。

X波段下变频模块将8～13GHZ变为0.95～1.95GHz频率信号，该模块完成对信号的分选、幅度调理、下变频等功能。本振信号由本振频率源模块供给。

具体的说，75～100GHZ毫米波下变频模块包括低噪声放大器、带通滤波器、混频器。 75G～100GHZ通过波导微带连接到低噪声放大器LNA1的输入端，低噪声放大器LNA1的输出端连接到均衡器，均衡器的输出端连接到单刀双掷开关SP1的不动端，单刀双掷开关SP1的两个动端分为两路，两路结构完全相同，其中一个动端连接低噪声放大器LNA2输入端，低噪声放大器LNA2输出端连接带通滤波器BPF1输入端。另一个动端连接低噪声放大器LNA3输入端，低噪声放大器LNA3输出端连接带通滤波器BPF2输入端。两路的两个带通滤波器的输出端分别连接到单刀双掷开关SP2的动端，单刀双掷开关SP2的定端连接的混频器Mixer1的输入端，混频器Mixer1的输出端通过波导连接线连接到X波段下变频模块。混频器Mixer1 与本振频率源模块连接，本振频率源模块向混频器Mixer1的输出本振信号。

本模块中，输入信号经波导微带转换馈入低噪声放大器放大，然后信号经单刀双掷开关切换为两路，每路信号分别放大、滤波(镜频抑制)后再经单刀双掷开关合路，合路信号馈入波导混频器下变频到8～13GHz频率范围内。

具体的说，X波段下变频模块包括低噪声放大器、带通滤波器、数控衰减器、混频器。

本模块中，带通滤波器BPF3的输入端通过波导连接线连接到上述75～100GHZ毫米波下变频模块，带通滤波器BPF3的输出端连接到低噪声放大器LNA4的输入端，低噪声放大器LNA4 的输出端连接有单刀三掷开关SP3的定端，单刀三掷开关SP3的三个动端分别连接到带通滤波器BPF4、带通滤波器BPF5、带通滤波器BPF6的输入端，三个带通滤波器的输出端分别连接到单刀三掷开关SP4的动端，单刀三掷开关SP4的定端连接到可调数控衰减器的输入端，可调数控衰减器的输出端连接到混频器Mixer2的输入端，混频器Mixer2的输出端连接到带通滤波器BPF7的输入端，带通滤波器BPF7的输出端连接到低噪声放大器LNA5的输入端，低噪声放大器LNA5的输出端连接带通滤波器BPF8的输入端，带通滤波器BPF8的输出端作为变频模块的输出端输出中频信号。混频器Mixer2与本振频率源模块连接，本振频率源模块向混频器输出本振信号

本实施例中，此模块主要完成将8～13GHz频率信号下变频到950～1950MHz中频信号。

电路中采用了一个开关滤波器组，将8～13GHz信号分为3段与混频器方案结合将镜频、杂散信号排除在带外。

本振频率源模块包括时钟电路、X波段下变频频率电路、毫米波8倍频电路。

本实施例中，时钟电路采用现有技术，其型号为PLX505，内部集成10MHz晶体振荡器，作为一种优选方式，分机也可外接10MHz输入作为参考，信号自动内外参考切换，10MHz参考信号经锁相频率源锁相后输出。

时钟电路输出端分别连接X波段下变频频率电路输入端、毫米波8倍频电路输入端；毫米波8倍频电路输出端、X波段下变频频率电路输出端分别连接到上述75～100GHZ毫米波下变频模块、X波段下变频模块，为其提供本振信号。

毫米波8倍频电路包括数控衰减器、倍频器、带通滤波器、低通滤波器。

数控衰减器的输入端连接频率源(即时钟电路)，数控衰减器的输出端依次连接倍频器 FM1、带通滤波器BPF9、倍频器FM2、低通滤波器LPF；低通滤波器的输出端输出本振信号给混频器Mixer1。

本电路中，锁相源输出信号经过FM1，4次倍频到38～44GHz，然后在经过FM2倍频到77～93GHz本振信号；两个倍频器均为有源倍频器，倍频器FM2输出功率大于16dBm，满足毫米波混频器对本振信号的需求。

X波段下变频频率电路包括带通滤波器、低噪声放大器。带通滤波器BPF10的输入端连接频率源，带通滤波器BPF10的输出端依次连接低噪声放大器LNA6、带通滤波器BPF11；带通滤波器BPF11的输出端输出本振信号给X波段下变频模块。

本电路，采用直接锁相输出9.95～13.95GHz频率信号，频率步进可以实现Hz级；频率源输出信号经滤波、放大、滤波输出。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种下变频分机，其特征在于，包括电源模块、控制监测模块、下变频模块及本振频率源模块；

电源模块连接外部电源，电源模块还连接本振频率源模块、控制监测模块和下变频模块，给三者供电；

电源模块，完成将外部24V电源经DC/DC模块变换为分机内电源；

下变频模块，作为分机的信号输入端及输出端；波导输入75~100GHz频率信号，经下变频模块两次下变频后，变为0.95~1.95GHz的中频输出；

本振频率源模块，其连接下变频模块，产生变频模块所需频率信号；

控制监测模块，其连接下变频模块及本振频率源模块，协议控制本振频率源模块输出频率的改变。

2.根据权利要求1所述的一种下变频分机，其特征在于，变频模块采用两个独立的功能模块，分别为75~100GHZ毫米波下变频模块和X波段下变频模块；

75~100GHZ毫米波下变频模块将75~100GHZ频率信号变为8~13GHZ频率信号，该模块完成对信号的分选、镜频抑制、下变频；

X波段下变频模块将8~13GHZ变为0.95~1.95GHz频率信号，该模块完成对信号的分选、幅度调理、下变频。

3.根据权利要求2所述的一种下变频分机，其特征在于，75~100GHZ毫米波下变频模块包括低噪声放大器、带通滤波器、混频器；75G~100GHZ通过波导微带连接到低噪声放大器LNA1的输入端，低噪声放大器LNA1的输出端连接到均衡器，均衡器的输出端连接到单刀双掷开关SP1的不动端，单刀双掷开关SP1的两个动端分为两路，两路结构完全相同，其中一个动端连接低噪声放大器LNA2输入端，低噪声放大器LNA2输出端连接带通滤波器BPF1输入端；另一个动端连接低噪声放大器LNA3输入端，低噪声放大器LNA3输出端连接带通滤波器BPF2输入端；两路的两个带通滤波器的输出端分别连接到单刀双掷开关SP2的动端，单刀双掷开关SP2的定端连接的混频器Mixer1的输入端，混频器Mixer1的输出端通过波导连接线连接到X波段下变频模块；混频器Mixer1与本振频率源模块连接，本振频率源模块向混频器Mixer1的输出本振信号。

4.根据权利要求2所述的一种下变频分机，其特征在于，X波段下变频模块包括低噪声放大器、带通滤波器、数控衰减器、混频器；

带通滤波器BPF3的输入端通过波导连接线连接到上述75~100GHZ毫米波下变频模块，带通滤波器BPF3的输出端连接到低噪声放大器LNA4的输入端，低噪声放大器LNA4的输出端连接有单刀三掷开关SP3的定端，单刀三掷开关SP3的三个动端分别连接到带通滤波器BPF4、带通滤波器BPF5、带通滤波器BPF6的输入端，三个带通滤波器的输出端分别连接到单刀三掷开关SP4的动端，单刀三掷开关SP4的定端连接到可调数控衰减器的输入端，可调数控衰减器的输出端连接到混频器Mixer2的输入端，混频器Mixer2的输出端连接到带通滤波器BPF7的输入端，带通滤波器BPF7的输出端连接到低噪声放大器LNA5的输入端，低噪声放大器LNA5的输出端连接带通滤波器BPF8的输入端，带通滤波器BPF8的输出端作为变频模块的输出端输出中频信号；混频器Mixer2与本振频率源模块连接，本振频率源模块向混频器输出本振信号。

5.根据权利要求4所述的一种下变频分机，其特征在于，本振频率源模块包括时钟电路、X波段下变频频率电路、毫米波8倍频电路；

时钟电路输出端分别连接X波段下变频频率电路输入端、毫米波8倍频电路输入端；毫米波8倍频电路输出端、X波段下变频频率电路输出端分别连接到上述75~100GHZ毫米波下变频模块、X波段下变频模块，为其提供本振信号。

6.根据权利要求5所述的一种下变频分机，其特征在于，毫米波8倍频电路包括数控衰减器、倍频器、带通滤波器、低通滤波器；

数控衰减器的输入端连接频率源，数控衰减器的输出端依次连接倍频器FM1、带通滤波器BPF9、倍频器FM2、低通滤波器LPF；低通滤波器的输出端输出本振信号给混频器Mixer1。

7.根据权利要求5所述的一种下变频分机，其特征在于，X波段下变频频率电路包括带通滤波器、低噪声放大器；带通滤波器BPF10的输入端连接频率源，带通滤波器BPF10的输出端依次连接低噪声放大器LNA6、带通滤波器BPF11；带通滤波器BPF11的输出端输出本振信号给X波段下变频模块。

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