CN219893294U - 一种多单元幅相一致变频组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了微波通信领域一种多单元幅相一致变频组件，包括前端模块和变频单元；所述前端模块包括一组前端1和两组前端2；前端1处理4个天线阵单元和一个全向天线单元的输入信号；两组前端2处理4个天线阵单元和4个圆阵天线单元的输入信号；变频单元用于接收4‑8GHz射频信号，所述变频单元包括两路滤波通道。本实用新型能进行多单元信号处理，信号处理能做到幅度相位一致；能抗大功率信号输入；同时组件模块化设计，体积小，集成度高。

Description

一种多单元幅相一致变频组件

技术领域

本实用新型涉及微波通信领域，特别涉及一种多单元幅相一致变频组件。

背景技术

在射频超外差接收机中，变频组件是一种常用的功能组件，主要用于射频信号的侦测接收。

常用的超外差接收架构有一次变频的超外差架构、二次变频的超外差架构。频率预选滤波器常选用带通滤波器，主要作用是筛选出所需频率带宽范围内的信号，滤除工作频率外的干扰信号，其中的干扰包括信号本身可能会带来的谐波干扰。超外差架构虽然接收灵敏度高、抗干扰性强、动态范围大，适合远距离通信，但其系统结构复杂，同时需要使用大量体积较大的高Q值滤波器、多个本地振荡器产生的本振激励信号，这也就使得超外差架构一直都难以芯片化；超外差接收机还存在成本高、功耗大等缺点；不仅如此，在多种场合下需要对多路信号同时进行变频，对多个变频通道的幅度相位一致性、杂散等要求均较高。

因此，本实用新型提出了一种多单元幅相一致变频组件，具有多单元信号处理、能抗大功率信号输入、体积小等优势。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供多单元信号处理、能抗大功率信号输入、体积小，集成度高的一种多单元幅相一致变频组件。

本实用新型的目的是这样实现的：一种多单元幅相一致变频组件，包括前端模块和变频单元；所述前端模块包括一组前端1和两组前端2；所述一组前端1处理4个天线阵单元和一个全向天线单元的输入信号；两组前端2处理4个天线阵单元和4个圆阵天线单元的输入信号；

所述前端1接收校准信号后通过一分六功分器，其中四路校准信号直接输出；其中一路校准信号输出至一分四功分器分别输出至四组天线阵单元滤波通道，后通过单刀四掷开关传输至幅相一致变频组件；另一路校准信号输出至全向单元滤波通道后再分别输出至幅相一致变频组件及测向接收机；

其中一组所述前端2接收校准信号后通过一分四功分器分别输出至四组天线阵单元滤波通道，后通过单刀四掷开关传输至幅相一致变频组件；另一组所述前端2接收校准信号后通过一分四功分器分别输出至四组圆阵天线单元滤波通道后输出；

所述变频单元用于接收4-8GHz信号输入，所述变频单元包括两路滤波通道，每路滤波通道均由滤波器、第一数控衰减器、第一低噪声放大器、开关电路、第一混频器、17.5-18.5GHz滤波器、第二低噪声放大器、第二混频器、第一1.3-2.3GHz带通滤波器、第三低噪声放大器、第二数控衰减器、第四低噪声放大器、第二1.3-2.3GHz带通滤波器串联组成。

优选的，所述天线阵单元滤波通道由开关芯片、滤波器、低噪声放大器、数控衰减器、低噪声放大器串联组成。

优选的，所述全向单元滤波通道为开关芯片、滤波器、耦合器串联后一分为二，其中一路为限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、低噪声放大器依次串联并输出至幅相一致变频组件；另一路输送至大功率衰减器后通过功分器一分为二，其中一路与DLVA模块连接再输送至测向接收机，另一路为5-6GHz滤波器、混频器、1300-2300M带通滤波器、数控衰减器、低噪声放大器、低通滤波器串联连接，后输送至测向接收机；所述混频器与外部7.3G本振混频。

优选的，所述圆阵天线单元滤波通道为开关芯片、大功率衰减器、DLVA模块串联连接。

优选的，所述开关芯片前端与公分器之间均设有两路信号，一路信号直达开关芯片，另一路信号线路上设有限幅器。

优选的，所述变频单元中分别位于各自滤波通道中的第一混频器均与外部第一本振信号连接，所述第一本振信号通过功分器一分为二与两路滤波通道中的第一混频器联通，所述功分器与第一混频器之间设有倍频放大器，第一本振信号频率为11-13GHz；所述变频单元中分别位于各自滤波通道中的第二混频器均与外部第二本振信号连接，所述第二本振信号通过功分器一分为二与两路滤波通道中第二混频器联通，第二本振信号频率为16.2GHz。

优选的，所述开关电路包括两级单刀双掷开关和2个滤波器，信号经过所述单刀双掷开关分两路输出，在经2个滤波器分成4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，本实用新型的有益效果如下：

1、能进行多单元信号处理，信号处理能做到幅度相位一致；

2、能抗大功率信号输入；

3、同时组件模块化设计，体积小，集成度高。

附图说明

图1为本实用新型前端1的原理框图。

图2为本实用新型前端2的原理框图。

图3为本实用新型变频单元的原理框图。

图4为本实用新型的外观结构示意图。

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1-4所示，一种多单元幅相一致变频组件，包括前端模块和变频单元；前端模块包括一组前端1和两组前端2；一组前端1处理4个天线阵单元和一个全向天线单元的输入信号；两组前端2处理4个天线阵单元和4个圆阵天线单元的输入信号；

前端1接收校准信号后通过一分六功分器，其中四路校准信号直接输出；其中一路校准信号输出至一分四功分器分别输出至四组天线阵单元滤波通道，后通过单刀四掷开关传输至幅相一致变频组件；另一路校准信号输出至全向单元滤波通道后再分别输出至幅相一致变频组件及测向接收机；

其中一组前端2接收校准信号后通过一分四功分器分别输出至四组天线阵单元滤波通道，后通过单刀四掷开关传输至幅相一致变频组件；另一组前端2接收校准信号后通过一分四功分器分别输出至四组圆阵天线单元滤波通道后输出；

如图3所示，变频单元用于接收4-8GHz信号输入，变频单元包括两路滤波通道，每路滤波通道均由滤波器、第一数控衰减器、第一低噪声放大器、开关电路、第一混频器、17.5-18.5GHz滤波器、第二低噪声放大器、第二混频器、第一1.3-2.3GHz带通滤波器、第三低噪声放大器、第二数控衰减器、第四低噪声放大器、第二1.3-2.3GHz带通滤波器串联组成；使各路末级功放的输出大功率信号幅度和相位满足幅相一致性指标。

如图2所示，天线阵单元滤波通道由开关芯片、滤波器、低噪声放大器、数控衰减器、低噪声放大器串联组成。

如图1所示，全向单元滤波通道为开关芯片、滤波器、耦合器串联后一分为二，其中一路为限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、低噪声放大器依次串联并输出至幅相一致变频组件；另一路输送至大功率衰减器后通过功分器一分为二，其中一路与DLVA模块连接再输送至测向接收机，另一路为5-6GHz滤波器、混频器、1300-2300M带通滤波器、数控衰减器、低噪声放大器、低通滤波器串联连接，然后输送至测向接收机；混频器与外部7.3G本振混频；全向天线的输出功分两路，其中一路和天线阵单元一样输出给幅相一致变频组件，完成干涉仪测向。另一路则再次功分两路，其中一路经过DLVA输出，另一路变频至中频输出给超外差接收机，完成比幅测向。

如图2所示，圆阵天线单元滤波通道为开关芯片、大功率衰减器、DLVA模块串联连接，每一路DLVA都输出给比幅测向接收机，最终完成比幅测向。

如图1-2所示，开关芯片前端与公分器之间均设有两路信号，一路信号为校准信号，校准信号为系统内部信号，功率值较小，直达开关芯片；另一路则为外部射频信号，所以线路上设有限幅器，限幅器用在接收机的前端,用来保护接收机不承受大功率信号。

如图3所示，变频单元中分别位于各自滤波通道中的第一混频器均与外部第一本振信号连接，第一本振信号通过功分器一分为二与两路滤波通道中的第一混频器联通，功分器与第一混频器之间设有倍频放大器，第一本振信号频率为11-13GHz；变频单元中分别位于各自滤波通道中的第二混频器均与外部第二本振信号连接，第二本振信号通过功分器一分为二与两路滤波通道中第二混频器联通，第二本振信号频率为16.2GHz，射频信号先和第一本振的二倍频混频到高中频，然后再和第二本振进行二次混频，频域上将信号先上拉再下拉可以很好的滤除混频过程中产生的多阶交调。

如图1、3所示，开关电路包括两级单刀双掷开关和2个滤波器，信号经过所述单刀双掷开关分两路输出，在经2个滤波器分成4段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出；通过滤波器组内部不同带通滤波器的选通，可以很好地滤除带外的杂散信号，从而降低了输出信号的杂散。

如图4所示，本实用新型尺寸为30*100*27.5(mm)，所有电路采用紧凑结构设计，芯片通过微带电路模型串联连接，芯片和电路之间采用金丝健合工艺，可靠性高，而且体积更小。

本实用新型的主要功能如下：

1、多单元信号处理：处理8个天线阵单元、4个圆阵天线、一个全向天线；

2、检波功能：将瞬时带宽为4G的圆阵天线信号进行检波处理，转换为视频信号；

3、校准功能：处理校准信号，进行结果比对；

4、变频功能：将瞬时带宽为4G的信号变频为瞬时带宽为1G的中频信号；

5、独立的功率控制：天线阵单元及全向天线单元信号的功率控制，能将不需要的信号降低至灵敏度以下。

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 (7)

1.一种多单元幅相一致变频组件，其特征在于，包括前端模块和变频单元；所述前端模块包括一组前端1和两组前端2；所述一组前端1处理4个天线阵单元和一个全向天线单元的输入信号；两组前端2处理4个天线阵单元和4个圆阵天线单元的输入信号；

所述前端1接收校准信号后通过一分六功分器，其中四路校准信号直接输出；其中一路校准信号输出至一分四功分器分别输出至四组天线阵单元滤波通道，然后通过单刀四掷开关传输至幅相一致变频组件；另一路校准信号输出至全向单元滤波通道后再分别输出至幅相一致变频组件及测向接收机；

其中一组所述前端2组件接收校准信号后通过一分四功分器分别输出至四组天线阵单元滤波通道，后通过单刀四掷开关传输至幅相一致变频组件；另一组所述前端2接收校准信号后通过一分四功分器分别输出至四组圆阵天线单元滤波通道后输出；

所述变频单元用于接收4-8GHz射频信号，所述变频单元包括两路滤波通道，每路滤波通道均由滤波器、第一数控衰减器、第一低噪声放大器、开关电路、第一混频器、17.5-18.5GHz带通滤波器、第二低噪声放大器、第二混频器、第一1.3-2.3GHz带通滤波器、第三低噪声放大器、第二数控衰减器、第四低噪声放大器、第二1.3-2.3GHz带通滤波器串联组成。

2.根据权利要求1所述的一种多单元幅相一致变频组件，其特征在于，所述天线阵单元滤波通道由开关芯片、滤波器、低噪声放大器、数控衰减器、低噪声放大器串联组成。

3.根据权利要求1所述的一种多单元幅相一致变频组件，其特征在于，所述全向单元滤波通道为开关芯片、滤波器、耦合器串联后功分两路，其中一路为限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、低噪声放大器依次串联并输出至幅相一致变频组件；另一路输送至大功率衰减器后，通过功分器一分为二，其中一路与DLVA模块连接再输送至测向接收机，另一路为5-6GHz带通滤波器、混频器、1300-2300MHz带通滤波器、数控衰减器、低噪声放大器、低通滤波器串联连接，后输送至测向接收机；所述混频器与外部7.3G本振混频。

4.根据权利要求1所述的一种多单元幅相一致变频组件，其特征在于，所述圆阵天线单元滤波通道为开关芯片、大功率衰减器、DLVA模块串联连接。

5.根据权利要求4所述的一种多单元幅相一致变频组件，其特征在于，所述开关芯片前端与公分器之间均设有两路信号，一路信号直达开关芯片，另一路信号线路上设有限幅器。

6.根据权利要求1所述的一种多单元幅相一致变频组件，其特征在于，所述变频单元中分别位于各自滤波通道中的第一混频器均与外部第一本振信号连接，所述第一本振信号通过功分器一分为二与两路滤波通道中的第一混频器联通，所述功分器与第一混频器之间设有倍频放大器，第一本振信号频率为11-13GHz；所述变频单元中分别位于各自滤波通道中的第二混频器均与外部第二本振信号连接，所述第二本振信号通过功分器一分为二与两路滤波通道中第二混频器联通，第二本振信号频率为16.2GHz。

7.根据权利要求1所述的一种多单元幅相一致变频组件，其特征在于，所述开关电路包括两级单刀双掷开关和2个滤波器，信号经过所述单刀双掷开关分两路输出，在经2个滤波器分成4段频率，再经单刀双掷开关合为1路信号输出。