CN217135475U - 一种2-18GHz宽频段多功能接收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种2‑18GHz宽频段多功能接收设备，涉及无线电监测技术领域，包括下变频模块、频率源模块、监控模块、电源模块、按键及液晶显示模块；下变频模块通过面板连接器接收外界射频信号，下变频模块分别与频率源模块和监控模块连接；监控模块分别与频率源模块、电源模块和按键显示模块连接；频率源模块外接有外部参考源或内部参考源，并产生下变频模块所需的本振一信号和本振二信号；按键及液晶显示模块用于通过按键手动控制设备工作及显示设备工作状态参数。本实用新型可实现2‑18GHz不同频率射频信号的接收变频，同时具有瞬时带宽宽、最小接收信号幅度低、动态范围高、抗干扰能力强等特点，极大程度上方便了设备的使用。

Description

一种2-18GHz宽频段多功能接收设备

技术领域

本实用新型涉及无线电信号监测技术领域，尤其涉及一种2-18GHz宽频段多功能接收设备。

背景技术

随着当前国民经济和社会的快速发展，各类无线电业务已经渗透到社会经济生活的各个领域，广泛应用于通信、广播、电视、国防、交通、航空、航天等行业和部门。随之而来的是对无线电频率资源的需求与日俱增。无线电频率资源已经逐渐成为关系到国民经济和国家安全的重要国有战略资源。要保证这一资源的合理使用，就必须做好无线电频谱的管理和检测工作。

通常无线电波所指的是从极低频10KHz到极超高频30GHz（Giga Hertz），因为超出这个范围以外的无线电频谱，其特性便有很大不同了。例如光线、X射线等。在上述10KHz到30GHz，通常划分成七个区域，其中高频3～30MHz就是我们所讨论的短波。分配频率的范围通常通过其提供的使用来提及（例如，蜂窝频谱或电视频谱）。由于用户数量不断增加的固定资源，近几十年来无线频谱已经越来越拥挤，需要更加有效地利用它。传统的宽频段接收机只有一个单一的接收通道，缺少灵活使用的功能，不能实现不同频率射频信号的接收变频，抗干扰能力较弱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，可实现2-18GHz不同频率射频信号的接收变频，极大程度上方便了设备的使用。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，包括下变频模块、频率源模块、监控模块、电源模块、按键及液晶显示模块；下变频模块通过面板连接器接收外界射频信号，下变频模块分别与频率源模块和监控模块连接；监控模块分别与频率源模块、电源模块和按键显示模块连接；频率源模块外接有外部参考源或内部参考源，并产生下变频模块所需的本振一信号和本振二信号；监控模块通过面板低频连接器与外部WAN通信；电源模块用于连接外部AC220V电压，并转换成直流电压供设备内部其他模块使用；按键及液晶显示模块用于通过前面板的按键手动控制设备工作及显示设备工作状态参数。

其中，下变频模块通过面板连接器接收外界射频信号，实现对接收信号的下变频；监控模块通过面板低频连接器与系统通信，同时控制设备进行不同频率的接收；所述宽频段多功能接收设备电源模块连接外部AC220V电压，转换成直流电压供内部其他模块使用。

进一步的，所述下变频模块至少包括多个放大器、开关滤波器、多个衰减器、多个开关和多个混频器。

本实用新型所设计的下变频模块包括依次顺序连接第一开关滤波器、第一放大器、第一混频器、第二滤波器、第二放大器、第二混频器、第三滤波器和第三放大器；所述频率源模块分别与第一混频器和第二混频器连接。

进一步的，所述频率源模块包括多个开关、多个放大器、功分器、多个滤波器、两个跳频源模块，所述跳频源采用小型化的CBB模块。

本实用新型所设计的频率源模块包括第一跳频源电路、第二跳频源电路、功分器、第三放大器、第一开关和恒温晶振模块；第一开关的输入端分别与恒温晶振模块和外部参考源连接；第一开关的输出端与第三放大器连接；第三放大器与功分器连接；功分器分别与第一跳频源电路、第二跳频源电路连接。第一开关为二选一开关。

第一跳频源电路包括依次串联的锁相环电路、二选一开关、倍频滤波电路、带通滤波电路和衰减器；倍频滤波电路的两端与带通滤波电路的两端通过两个二选一开关实现并联，锁相环电路输入端连接功分器。

进一步的，所述监控模块包MCU芯片、存储芯片、网口芯片、驱动芯片和电源单元；MCU芯片分别与存储芯片、驱动芯片和网口芯片连接；频率源模块通过SPI接口与MCU芯片连接；电源单元的输入端与电源模块连接，电源单元的输出端分别与下变频模块、频率源模块连接，电源单元包括多个DC-DC芯片和LDO芯片。

进一步的，所述电源模块为AC-DC模块，用于将外部AC220V转换成+15V直流电送个监控模块进行相应的电压转换。

进一步的，所述按键及液晶显示屏模块包括密封型轻触式按键开关和VFD显示屏；VFD显示屏通过SPI接口与MCU芯片连接；密封型轻触式按键开关与驱动芯片连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型可实现2-18GHz不同频率射频信号的接收变频，且具有远程遥控/本地控制设备工作、掉电保存/上电恢复工作参数、内外参考时钟切换、工作参数显示、工作参数本地查询等功能。同时具有瞬时带宽宽、最小接收信号幅度低、动态范围高、抗干扰能力强等特点，极大程度上方便了设备的使用。

附图说明

图1是本实用新型的设备原理框图；

图2是下变频模块原理图；

图3是频率源模块原理图；

图4是监控模块原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例一：

本实施例中，如图1所示，一种2-18GHz宽频段多功能接收设备包括下变频模块、频率源模块、监控模块、电源模块、按键及液晶显示模块。所述下变频模块通过面板连接器接收外界射频信号，实现对接收信号的下变频，将变频后的中频信号通过面板输出；所述频率源模块通过外接参考源或内部参考源产生下变频模块需要的本振一信号和本振二信号；所述监控模块通过面板低频连接器与系统通信，同时控制设备进行不同频率的接收；所述电源模块连接外部AC220V电压，转换成直流电压供内部其他模块使用；所述按键及液晶显示模块通过前面板的按键进行手动控制设备工作及显示设备工作状态参数。

进一步的，下变频模块至少包括多个放大器、开关滤波器、多个衰减器、多个开关和多个混频器。

本实施例中，下变频模块包括依次顺序连接第一开关滤波器、第一放大器、第一混频器、第二滤波器、第二放大器、第二混频器、第三滤波器和第三放大器；所述频率源模块分别与第一混频器和第二混频器连接。

具体的，如图2所示，所述下变频模块采用超外差接收架构，通过两次变频将射频信号变频到需要的中频信号。下变频模块首先对接收信号进行限幅，然后根据接收工作模式选择低噪声放大、直通或衰减，接着进行滤波和放大后进行第一次混频，产生一中频信号，一中频信号进行滤波放大后进行第二次混频，产生最终的二中频信号，二中频信号经过滤波、放大后通过面板输出。二中频信号中心频率为1.45GHz、最大瞬时带宽为1GHz。

进一步的，所述频率源模块包括多个开关、多个放大器、功分器、多个滤波器、两个跳频源模块，所述跳频源采用小型化的CBB模块。

本实施例设计的频率源模块包括第一跳频源电路、第二跳频源电路、功分器、第三放大器、第一开关和恒温晶振模块；第一开关的输入端分别与恒温晶振模块和外部参考源连接；第一开关的输出端与第三放大器连接；第三放大器与功分器连接；功分器分别与第一跳频源电路、第二跳频源电路连接。其中，第一开关为二选一开关。

第一跳频源电路用于产生频率为10.5～22.5GHz、步进10MHz的本振1信号。第一跳频源电路包含锁相环（PLL）、低通滤波器、两个带通滤波器、两个二选一开关、放大器、倍频器和多个衰减器。其中，低通滤波器与功分器连接，并通过衰减器连接锁相环。锁相环通过SPI接口与MCU芯片连接，其输出端连接第一个二选一开关。第一个二选一开关输出分两路，一路连接按照衰减器、带通滤波器、衰减器、放大器、衰减器依次顺序连接的电路，另一路连接按照倍频器、衰减器、带通滤波器、衰减器依次顺序连接的电路，第二个二选一开关的输入端分别连接第一个二选一开关输出的两路电路，第二个二选一开关的输出端连接一个衰减器作为第一跳频源电路的输出。

第二跳频源电路用于产生输出频率5.95GHz～9.95GHz，步进为1MHz的本振2信号。第二跳频源电路包含两个锁相环（PLL）、两个低通滤波器、两个放大器和多个衰减器。其中，第一个低通滤波器与功分器连接，并通过衰减器连接第一个锁相环，第一锁相环通过衰减器连接第一个放大器。第一个放大器再通过衰减器连接第二个低通滤波器，第二个低通滤波器连接第二个锁相环，第二锁相环再通过衰减器连接第二个放大器，第二个放大器输出端连接一个衰减器作为第二跳频源电路的输出。

具体的，如图3所示，所述频率源模块包括两个跳频源，即跳频源1和跳频源2，分别对应第一跳频源电路和第二跳频源电路。跳频源1产生一本振信号，跳频步进为10MHz。跳频源2产生二本振信号，跳频步进为1MHz。频率源模块内部参考时钟由恒温晶振产生，通过开关可进行内外参考信号切换，参考信号功分两路，第一路给锁相环做参考，输出7.5GHz～11.5GHz和10.5～15GHz信号，其中7.5GHz～11.5GHz通过倍频滤波输出15GHz～22.5GHz，最后开关合成输出频率为10.5～22.5GHz、步进10MHz的本振1信号。本振2通过两个锁相环级联的方式工作，第一个锁相输出25MHz～100MHz作为第二个锁相环的参考信号，第二个锁相环工作在小数模式，输出频率5.95GHz～9.95GHz，步进为1MHz的本振2信号。可通过调节第一个锁相环输出不同频率的参考信号来减小第二个锁相环的小数杂散。第二个锁相环为内置VCO的超低相噪频率综合器，输出频率10MHz～15GHz，可工作在整数模式和小数模式。

具体的，如图4所示，所述监控模块MCU芯片通过网口芯片实现通信，接收系统送过来的控制信息。接收到系统送过来的频率信息后，产生相应的控制信号，开关控制信号输出经过驱动芯片后对下变频模块进行控制，通过SPI对频率源模块的频率进行配置。同时通过SPI对显示屏进行通信，实现屏显功能，外部按键通过驱动芯片后将按键操作信号送给MCU进行处理。电源处理方面，监控模块将电源模块送来15V直流电压，经过转换后输出＋5.5V、9V、－5.5V供下变频模块使用，输出＋5.5V和－5.5V供频率源模块使用，输出＋3.3V、＋5V供监控模块自身使用。

具体的，所述电源模块为AC-DC模块，将外部AC220V转换成+15V直流电送个监控模块进行相应的电压转换。电源模块输入电压范围：176～264VAC，具有过温保护和过载保护，同时自带EMC滤波和电源滤波，可满足电磁兼容试验相应的指标要求。

具体的，所述按键及液晶显示模块中使用的按键为密封型轻触式按键开关，按键的布局为上下两行，每行三个按键，每个按键上有对应的功能，可以对设备的入网参数、工作参数、内外参考源切换等进行相应的设置。使用的显示屏为VFD显示屏具有亮度高、多色彩、长寿命、抗干扰等特点。该显示屏每屏可以显示两行字符，每行最多显示40个字符。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，其特征在于，包括下变频模块、频率源模块、监控模块、电源模块、按键及液晶显示模块；下变频模块通过面板连接器接收外界射频信号，下变频模块分别与频率源模块和监控模块连接；监控模块分别与频率源模块、电源模块和按键显示模块连接；频率源模块外接有外部参考源或内部参考源，并产生下变频模块所需的本振一信号和本振二信号；监控模块通过面板低频连接器与外部WAN通信；电源模块用于连接外部AC220V电压，并转换成直流电压供设备内部其他模块使用；按键及液晶显示模块用于通过前面板的按键手动控制设备工作及显示设备工作状态参数。

2.如权利要求1所述的一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，其特征在于，所述下变频模块包括依次顺序连接第一开关滤波器、第一放大器、第一混频器、第二滤波器、第二放大器、第二混频器、第三滤波器和第三放大器；所述频率源模块分别与第一混频器和第二混频器连接。

3.如权利要求1所述的一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，其特征在于，所述频率源模块包括第一跳频源电路、第二跳频源电路、功分器、第三放大器、第一开关和恒温晶振模块；第一开关的输入端分别与恒温晶振模块和外部参考源连接；第一开关的输出端与第三放大器连接；第三放大器与功分器连接；功分器分别与第一跳频源电路、第二跳频源电路连接；

第一跳频源电路包含锁相环、低通滤波器、两个带通滤波器、两个二选一开关、放大器、倍频器和多个衰减器；锁相环通过SPI接口与MCU芯片连接；第一跳频源电路用于产生频率为10.5～22.5GHz、步进10MHz的本振1信号；

第二跳频源电路包含两个锁相环、两个低通滤波器、两个放大器和多个衰减器；两个锁相环通过SPI接口分别与MCU芯片连接；第二跳频源电路用于产生输出频率5.95GHz～9.95GHz，步进为1MHz的本振2信号。

4.如权利要求1所述的一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，其特征在于，所述监控模块包MCU芯片、存储芯片、网口芯片、驱动芯片和电源单元；MCU芯片分别与存储芯片、驱动芯片和网口芯片连接；频率源模块通过SPI接口与MCU芯片连接；电源单元的输入端与电源模块连接，电源单元的输出端分别与下变频模块、频率源模块连接，电源单元包括多个DC-DC芯片和LDO芯片。

5.如权利要求1所述的一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，其特征在于，所述电源模块为AC-DC模块。

6.如权利要求1所述的一种2-18GHz宽频段多功能接收设备，其特征在于，所述按键及液晶显示屏模块包括密封型轻触式按键开关和VFD显示屏；VFD显示屏通过SPI接口与MCU芯片连接；密封型轻触式按键开关与驱动芯片连接。

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