CN219611731U - 一种高频超瞬时带宽的变频组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高频超瞬时带宽的变频组件，包括下变频组件、上变频组件、本振通道；下变频组件包括8‑12GHz下变频组件及18‑27GHz下变频组件；下变频组件将8‑12GHz或18‑27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号下变频为瞬时带宽为1GHz的1.3‑2.3GHz中频信号；对8‑12GHz或18‑27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行检波，对高于‑55dBm的射频信号给出TTL检波指示；上变频组件包括8‑12GHz输出通道及18‑27GHz输出通道；上变频组件将1.3‑2.3GHz的瞬时带宽为1GHz的中频信号上变频为瞬时带宽为4GHz的8‑12GHz或18‑27GHz射频信号；本振通道为下变频、上变频组件提供本振信号。本实用新型根据实际要求，可通过开关选择直通通道或者滤波通道，通过合理的本振设计进行频谱搬移和对应的滤波抑制得到频谱纯净的射频信号，使得接收系统的应用更加灵活。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波通信领域，特别涉及一种高频超瞬时带宽的变频组件。
背景技术
在射频超外差接收机中，下变频器是一种常用的功能组件，主要应用于射频信号的侦测接收。针对8～12GHz和18～27GHz频段，变频组件采用混合集成电路工艺，中频处理带宽1GHz。组件内部采用多功能芯片和MEMS滤波器组,集成度低、且器件的装配会使得组件体积较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供频带宽、体积小、集成度高、易于调试的一种高频超瞬时带宽的变频组件。
本实用新型的目的是这样实现的：一种高频超瞬时带宽的变频组件，包括下变频组件、上变频组件、本振通道，下变频组件，所述下变频组件包括8-12GHz下变频组件及18-27GHz下变频组件；所述下变频组件将8-12GHz或18-27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号下变频为瞬时带宽为1GHz的1.3-2.3GHz中频信号；对8-12GHz或18-27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行检波，对高于-55dBm的射频信号给出TTL检波指示；
上变频组件，所述上变频组件包括8-12GHz输出通道及18-27GHz输出通道；所述上变频组件将1.3-2.3GHz的瞬时带宽为1GHz的中频信号上变频为瞬时带宽为4GHz的8-12GHz或18-27GHz射频信号；
本振通道，所述本振通道为下变频组件、上变频组件提供本振信号。
优选的，所述8-12GHz下变频组件包括8-12GHz下变频通道1及8-12GHz下变频通道2；
所述8-12GHz下变频通道1由滤波器、限幅器、开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、一分二功分器依次串联组成；
所述8-12GHz下变频通道2通过一分二功分器分为8-12GHz中频输出通道、8-12GHz检波通道；所述中频输出通道由放大器、第一混频器、20-24GHz带通滤波器、第二混频器、12-16GHz带通滤波器、放大器、四分频器、3-4GHz带通滤波器、第三混频器、1.3-2.3GHz带通滤波器、放大器依次串联组成；所述8-12GHz检波通道由DLVA模块、运算放大器串联组成。
优选的，所述18-27GHz下变频组件包括18-27GHz下变频通道1及18-27GHz下变频通道2；
所述18-27GHz下变频通道1由限幅器、第一开关电路、第二开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、功分器一分二依次串联组成；
所述18-27GHz下变频通道2通过一分二功分器分为18-27GHz中频输出通道、18-27GHz检波通道；所述18-27GHz中频输出通道由放大器、第四混频器、12-16GHz带通滤波器、放大器、四分频器、3-4GHz带通滤波器、第五混频器、1.3-2.GHz带通滤波器、放大器依次串联组成；所述18-27GHz检波通道由DLVA模块、运算放大器串联组成。
优选的，所述运算放大器接收信号后输出两路，一路用于视频输出，另一路经过比较器后用于TTL检波指示。
优选的，所述8-12GHz输出通道由1.3-2.3GHz带通滤波器、第六混频器、滤波器、放大器、四倍频器、放大器、滤波器、数控衰减器、第七混频器、20-24GHz带通滤波器、放大器、第八混频器、放大器、数控衰减器、8-12GHz带通滤波器、放大器、数控衰减器、放大器依次串联组成。
优选的，所述18-27GHz输出通道由1.3-2.3GHz带通滤波器、第九混频器、滤波器、放大器、四倍频器、放大器、滤波器、数控衰减器、第十混频器、放大器、开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、放大器依次串联组成。
优选的，所述本振通道的参考信号由100M晶振通过一分五功分器分为五路输出，分别输出给LO1通道、LO2通道、LO3通道、LO4通道和时钟通道；
所述LO1通道由16GHz锁相源、2倍频、32GHz带通滤波器、一分二功分器串联组成；所述LO1通道与第一混频器、第八混频器联通；
所述LO2通道由18GHz锁相源、2倍频、36GHz带通滤波器、一分二功分器串联组成；所述LO2通道与第二混频器、第七混频器联通；
所述LO3通道由5.3GHz锁相源、一分四功分器串联组成；所述LO3通道与第三混频器、第五混频器、第六混频器、第九混频器联通；
所述LO4通道由15-20GHz锁相源、2倍频、30-40GHz滤波器、一分二功分器串联组成；所述LO4通道与第四混频器、第十混频器联通；
所述时钟通道由2.4GHz锁相源、一分二功分器串联组成。
优选的，所述8-12GHz下变频通道1中的开关电路与18-27GHz下变频通道1中的第一开关电路由两级单刀双掷开关、滤波器、直通线条组成，信号经过所述单刀双掷开关分两路输出，在分别经过滤波器、直通线条分成2段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出。
优选的，所述18-27GHz下变频通道1中的第二开关电路及18-27GHz输出通道中的开关电路均由两级单刀双掷开关、18-24GHz滤波器、22-27GHz滤波器组成；信号经过所述单刀双掷开关分两路输出，在分别经过18-24GHz滤波器、22-27GHz滤波器分成2段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出。
与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：
1、下变频功能：能够将8/12&18/27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号下变频为瞬时带宽为1GHz的1.3～2.3GHz中频信号。
2、检波功能：能够对8/12&18/27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行检波，对高于-55dBm的射频信号给出TTL检波指示。
3、接收功率控制功能：能够对8/12&18/27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行功率控制，将带内不需要的小功率信号衰减至接收灵敏度以下。
4、上变频功能：能够将1.3～2.3GHz的瞬时带宽为1GHz的中频信号上变频为瞬时带宽为4GHz的8/12&18/27GHz射频信号。
5、独立的输出功率控制：能够对上变频支路的输出功率进行独立快速控制。
6、时钟输出功能：能够对外稳定输出2.4GHz时钟。
7、具有高可靠、能够耐受低温低气压等特点。
8、发射和接收以及所需要的本振体积均为小型化设计，能集成在一个标准模块里面。
附图说明
图1为本实用新型的本振通道原理框图。
图2为本实用新型的下变频组件(接收)原理框图。
图3为本实用新型的上变频组件(发射)原理框图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-3所示，一种高频超瞬时带宽的变频组件，包括下变频组件、上变频组件、本振通道；
下变频组件，所述下变频组件包括8-12GHz下变频组件及18-27GHz下变频组件；所述下变频组件将8-12GHz或18-27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号下变频为瞬时带宽为1GHz的1.3-2.3GHz中频信号；对8-12GHz或18-27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行检波，对高于-55dBm的射频信号给出TTL检波指示；
上变频组件，所述上变频组件包括8-12GHz输出通道及18-27GHz输出通道；所述上变频组件将1.3-2.3GHz的瞬时带宽为1GHz的中频信号上变频为瞬时带宽为4GHz的8-12GHz或18-27GHz射频信号；
本振通道，所述本振通道为下变频组件、上变频组件提供本振信号。
如图2所示，8-12GHz下变频组件包括8-12GHz下变频通道1及8-12GHz下变频通道2；
8-12GHz下变频通道1由滤波器、限幅器、开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、一分二功分器依次串联组成；
8-12GHz下变频通道2通过一分二功分器分为8-12GHz中频输出通道、8-12GHz检波通道；中频输出通道由放大器、第一混频器、20-24G滤波器、第二混频器、12-16G滤波器、放大器、4分频、3-4G滤波器、第三混频器、1.3-2.3滤波器、放大器依次串联组成；8-12GHz检波通道由DLVA模块、运算放大器串联组成。
如图2所示，18-27GHz下变频组件包括18-27GHz下变频通道1及18-27GHz下变频通道2；
18-27GHz下变频通道1由限幅器、第一开关电路、第二开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、功分器一分二依次串联组成；
18-27GHz下变频通道2通过一分二功分器分为18-27GHz中频输出通道、18-27GHz检波通道；18-27GHz中频输出通道由放大器、第四混频器、12-16GHz滤波器、放大、4分频、3-4GHz滤波器、第五混频器、1.3-2.3GHz滤波器、放大器依次串联组成；18-27GHz检波通道由DLVA模块、运算放大器串联组成。
如图2所示，运算放大器接收信号后输出两路，一路用于视频输出，另一路经过比较器后用于TTL检波指示。下变频通道通过四分频器，将4GHz的超宽瞬时带宽变换为1GHz的瞬时带宽，通过多次变频，将8-12GHz和18～27GHz的射频信号变频为1.3～2.3GHz的中频信号输出给数字接收机进行信号处理。方案上通过合理的本振设计进行频谱搬移和对应的滤波抑制得到频谱纯净的中频信号，使得接收机能够更好地完成信号处理。DLVA模块电路及TTL检波指示电路则能够实时监测输入射频信号的功率大小。
如图3所示，8-12GHz输出通道由1.3-2.3GHz滤波器、第六混频器、滤波器、放大器、4倍频、放大器、滤波器、数控衰减器、第七混频器、20-24GHz滤波器、放大器、第八混频器、放大器、数控衰减器、8-12GHz滤波器、放大器、数控衰减器、放大器依次串联组成；上变频通道与下变频通道相反，1.3-2.3GHz的中频信号经过四倍频将1GHz带宽的中频信号变换为4GHz的瞬时带宽的信号，然后经过多次变频并最终输出8-12GHz的射频信号。方案上通过合理的本振设计进行频谱搬移和对应的滤波抑制得到频谱纯净的射频信号，使得发射出去的射频信号达到系统的设计要求。
如图3所示，18-27GHz输出通道由1.3-2.3GHz滤波器、第九混频器、滤波器、放大器、4倍频、放大器、滤波器、数控衰减器、第十混频器、放大器、开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、放大器依次串联组成。上变频通道与下变频通道相反，1.3-2.3GHz的中频信号经过四倍频将1GHz带宽的中频信号变换为4GHz的瞬时带宽的信号，然后经过多次变频并最终输出18-27GHz的射频信号。方案上通过合理的本振设计进行频谱搬移和对应的滤波抑制得到频谱纯净的射频信号，使得发射出去的射频信号达到系统的设计要求。
如图1所示，本振通道由100M晶振通过一分五功分器分为五路输出通道分别为LO1通道、LO2通道、LO3通道、LO4通道、时钟通道；
LO1通道由16GHz锁相源、2倍频、32GHz滤波器、一分二功分器串联组成；LO1通道与第一混频器、第八混频器联通；
LO2通道由18GHz锁相源、2倍频、36GHz滤波器、一分二功分器串联组成；LO2通道与第二混频器、第七混频器联通；
LO3通道由5.3GHz锁相源、一分四功分器串联组成；LO3通道与第三混频器、第五混频器、第六混频器、第九混频器联通；
LO4通道由15-20GHz锁相源、2倍频、30-40GHz滤波器、一分二功分器串联组成；LO4通道与第四混频器、第十混频器联通；
时钟通道由2.4GHz锁相源、一分二功分器串联组成。整个组件的参考信号来自同一时钟，使得系统的信号具有很好的相参性。
如图2所示，8-12GHz下变频通道1中的开关电路与18-27GHz下变频通道1中的第一开关电路由两级单刀双掷开关、滤波器、直通线条组成，信号经过单刀双掷开关分两路输出，在分别经过滤波器、直通线条分成2段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出。根据接收系统高灵敏度接收或者低噪声系数接收的要求，可通过开关选择直通通道或者滤波通道来达到相应的目的；使得接收系统的应用更加灵活。
如图2所示，18-27GHz下变频通道1中的第二开关电路及18-27GHz输出通道中的开关电路均由两级单刀双掷开关、18-24GHz滤波器、22-27GHz滤波器组成；信号经过单刀双掷开关分两路输出，在分别经过18-24GHz滤波器、22-27GHz滤波器分成2段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出；根据接收系统高灵敏度接收或者低噪声系数接收的要求，可通过开关选择直通通道或者滤波通道来达到相应的目的。使得接收系统的应用更加灵活。
本实用新型工作原理阐述如下：能够将8/12&18/27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号下变频为瞬时带宽为1GHz的1.3～2.3GHz中频信号；能够对8/12&18/27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行检波，对高于-55dBm的射频信号给出TTL检波指示；能够对8/12&18/27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行功率控制，将带内不需要的小功率信号衰减至接收灵敏度以下。能够将1.3～2.3GHz的瞬时带宽为1GHz的中频信号上变频为瞬时带宽为4GHz的8/12&18/27GHz射频信号。能够对上变频支路的输出功率进行独立快速控制。能够对外稳定输出2.4GHz时钟。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (9)
1.一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，包括下变频组件、上变频组件、本振通道；
下变频组件，所述下变频组件包括8-12GHz下变频组件及18-27GHz下变频组件；所述下变频组件将8-12GHz或18-27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号下变频为瞬时带宽为1GHz的1.3-2.3GHz中频信号；对8-12GHz或18-27GHz内瞬时带宽为4GHz的射频信号进行检波，对高于-55dBm的射频信号给出TTL检波指示；
上变频组件，所述上变频组件包括8-12GHz输出通道及18-27GHz输出通道；所述上变频组件将1.3-2.3GHz的瞬时带宽为1GHz的中频信号上变频为瞬时带宽为4GHz的8-12GHz或18-27GHz射频信号；
本振通道，所述本振通道为下变频组件、上变频组件提供本振信号。
2.根据权利要求1所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述8-12GHz下变频组件包括8-12GHz下变频通道1及8-12GHz下变频通道2；
所述8-12GHz下变频通道1由滤波器、限幅器、开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、一分二功分器依次串联组成；
所述8-12GHz下变频通道2通过一分二功分器分为8-12GHz中频输出通道、8-12GHz检波通道；所述中频输出通道由放大器、第一混频器、20-24GHz带通滤波器、第二混频器、12-16GHz带通滤波器、放大器、四分频器、3-4GHz带通滤波器、第三混频器、1.3-2.3GHz带通滤波器、放大器依次串联组成；所述8-12GHz检波通道由DLVA模块、运算放大器串联组成。
3.根据权利要求1所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述18-27GHz下变频组件包括18-27GHz下变频通道1及18-27GHz下变频通道2；
所述18-27GHz下变频通道1由限幅器、第一开关电路、第二开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、功分器一分二依次串联组成；
所述18-27GHz下变频通道2通过一分二功分器分为18-27GHz中频输出通道、18-27GHz检波通道；所述18-27GHz中频输出通道由放大器、第四混频器、12-16GHz带通滤波器、放大器、四分频器、3-4GHz带通滤波器、第五混频器、1.3-2.GHz带通滤波器、放大器依次串联组成；所述18-27GHz检波通道由DLVA模块、运算放大器串联组成。
4.根据权利要求2-3中任一权利要求所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述运算放大器接收信号后输出两路，一路用于视频输出，另一路经过比较器后用于TTL检波指示。
5.根据权利要求1所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述8-12GHz输出通道由1.3-2.3GHz带通滤波器、第六混频器、滤波器、放大器、四倍频器、放大器、滤波器、数控衰减器、第七混频器、20-24GHz带通滤波器、放大器、第八混频器、放大器、数控衰减器、8-12GHz带通滤波器、放大器、数控衰减器、放大器依次串联组成。
6.根据权利要求1所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述18-27GHz输出通道由1.3-2.3GHz带通滤波器、第九混频器、滤波器、放大器、四倍频器、放大器、滤波器、数控衰减器、第十混频器、放大器、开关电路、数控衰减器、放大器、数控衰减器、放大器依次串联组成。
7.根据权利要求1所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述本振通道的参考信号由100M晶振通过一分五功分器分为五路输出，分别输出给LO1通道、LO2通道、LO3通道、LO4通道和时钟通道；
所述LO1通道由16GHz锁相源、2倍频、32GHz带通滤波器、一分二功分器串联组成；所述LO1通道与第一混频器、第八混频器联通；
所述LO2通道由18GHz锁相源、2倍频、36GHz带通滤波器、一分二功分器串联组成；所述LO2通道与第二混频器、第七混频器联通；
所述LO3通道由5.3GHz锁相源、一分四功分器串联组成；所述LO3通道与第三混频器、第五混频器、第六混频器、第九混频器联通；
所述LO4通道由15-20GHz锁相源、2倍频、30-40GHz滤波器、一分二功分器串联组成；所述LO4通道与第四混频器、第十混频器联通；
所述时钟通道由2.4GHz锁相源、一分二功分器串联组成。
8.根据权利要求2所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述8-12GHz下变频通道1中的开关电路与18-27GHz下变频通道1中的第一开关电路由两级单刀双掷开关、滤波器、直通线条组成，信号经过所述单刀双掷开关分两路输出，在分别经过滤波器、直通线条分成2段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出。
9.根据权利要求3所述的一种高频超瞬时带宽的变频组件，其特征在于，所述18-27GHz下变频通道1中的第二开关电路及18-27GHz输出通道中的开关电路均由两级单刀双掷开关、18-24GHz滤波器、22-27GHz滤波器组成；信号经过所述单刀双掷开关分两路输出，在分别经过18-24GHz滤波器、22-27GHz滤波器分成2段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出。
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2023
- 2023-05-05 CN CN202321051097.XU patent/CN219611731U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A high-frequency ultra instantaneous bandwidth variable frequency component Effective date of registration: 20231204 Granted publication date: 20230829 Pledgee: China Construction Bank Corporation Yangzhou Development Zone sub branch Pledgor: Jiangsu Shengjia Microelectronics Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980068950 |