CN220511083U - 一种2-18GHz宽带下变频组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种2‑18GHz宽带下变频组件，包括电源电路、控制电路以及变频电路，所述电源电路分别与所述控制电路、变频电路连接，所述控制电路与所述变频电路连接；所述变频电路包括顺次连接的第一开关滤波组件、第一射频开关、一级变频电路、第二射频开关以及二级变频电路，其中，所述一级变频电路包括多路用于不同频段的中频变频电路。本实用新型是在采用开关滤波的预处理下，使用射频开关，实现多段多种不同的混频中频输出后，再与不同的第二本振混频，从而将2‑18GHz信号下变频到固定中频，降低对本振带宽的需求，本振及变频电路易于实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种2-18GHz宽带下变频组件。
背景技术
下变频器是微波接收机的关键组件，被广泛应用在微波通信、雷达、遥控以及许多微波测量系统中。设计良好的下变频器可抑制带外干扰并提供一定的变频增益，将信号最终变频到满足解调终端的频段。作为地面侦收系统的一个核心装备，微波下变频器的工作频带宽度，动态范围，信道步进等性能指标对整个链路的性能起着重要因素，这就要求微波下变频器在完成基础变频功能的前提下，尽量追求设备的宽频带、大动态范围适用性。现有通常的混频方案采用固定一种中频的变频形式，会增加对第一本振带宽及频率的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有变频方案存在的问题，提供了一种2-18GHz宽带下变频组件，将中心频率为2-18GHz信号下变频到中心频率1200MHz，同时提供一定的增益，并具有镜频抑制，中频抑制等指标。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
主要提供一种2-18GHz宽带下变频组件，包括电源电路、控制电路以及变频电路，所述电源电路分别与所述控制电路、变频电路连接，所述控制电路与所述变频电路连接；
所述变频电路包括顺次连接的第一开关滤波组件、第一射频开关、一级变频电路、第二射频开关以及二级变频电路，其中，所述一级变频电路包括多路用于不同频段的中频变频电路。
作为一优选项，所述中频变频电路包括顺次连接的放大器、低通滤波器、一级混频器、带通滤波器、放大器以及低通滤波器。
作为一优选项，所述一级混频器上通过第三射频开关连接有第一本振电路，所述第一本振电路用于为不同中频变频电路的一级混频器输入不同的第一本振信号。
作为一优选项，所述第一本振电路包括第一本振放大器。
作为一优选项，所述二级变频电路包括顺次连接的二级混频器、放大器、带通滤波器、数控衰减器以及放大器。
作为一优选项，所述二级混频器上连接有第二本振电路，所述第二本振电路用于为二级混频器输入第二本振信号。
作为一优选项，所述第二本振电路包括第二本振放大器。
作为一优选项，所述第一本振放大器的输入端以及第二本振放大器的输入端连接至同一功分器。
作为一优选项，所述功分器为2功分器。
作为一优选项，所述变频电路包括顺次连接的第一开关滤波组件、一级变频电路、第二射频开关以及二级变频电路，所述一级变频电路包括多路用于不同频段的中频变频电路，所述中频变频电路包括顺次连接的放大器、低通滤波器、一级混频器、第一射频开关、带通滤波器、放大器以及低通滤波器。
需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。
与现有技术相比，本实用新型有益效果是：
(1)本实用新型通过多路中频变频电路进行一级变频，实现不同频段的中频信号，并通过二级变频实现多次变频多中频方案，可以在本振频率上有所折叠，降低对本振带宽的需求，易于实现。
(2)在一示例中，本实用新型提供一定的增益，并具有镜频抑制，中频抑制等指标，在提高镜频抑制的同时，确保信号带宽。模块在外部参考信号作用下，内部自行产生本振，方案简单，易于实现。
(3)在一示例中，二级变频电路通过数控衰减器和放大器可以调整带内增益平坦度。
(4)在一示例中，将第一射频开关放置在中频变频电路的一级混频器和带通滤波器之间，提高镜频抑制。
附图说明
图1为本实用新型实施例示出的变频电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例示出的变频组件整体结构图；
图3为本实用新型实施例示出的2路中频变频电路的结构示意图；
图4为本实用新型实施例示出的二级变频电路的结构示意图；
图5为本实用新型实施例示出的本振信号产生电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“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。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
参照图1-图2，在一示例性实施例中，提供一种2-18GHz宽带下变频组件，包括电源电路3、控制电路2以及变频电路1，所述电源电路3分别与所述控制电路2、变频电路1连接，所述控制电路2与所述变频电路1连接；
所述变频电路1包括顺次连接的第一开关滤波组件、第一射频开关、一级变频电路、第二射频开关以及二级变频电路，其中，所述一级变频电路包括多路用于不同频段的中频变频电路。
进一步地，所述中频变频电路包括顺次连接的放大器、低通滤波器、一级混频器、带通滤波器、放大器以及低通滤波器。所述一级混频器上通过第三射频开关连接有第一本振电路，所述第一本振电路用于为不同中频变频电路的一级混频器输入不同的第一本振信号。其中，所述第一本振电路包括第一本振放大器。
参照图3-图5，现以两路中频变频电路说明本实用新型变频电路的结构，采用一中频可变的2次变频实现。具体地，2-18GHz信号输入后，经过第一开关滤波组件抑制镜频后，由第一射频开关将信号分为两路，一路频率范围为2-8.4GHz，该路中频变频电路包括顺次连接的第一放大器、第一低通滤波器、第一混频器、第一带通滤波器、第二放大器以及第二低通滤波器，该路信号经过第一放大器放大，第一低通滤波器抑制高频信号后，和由第三射频开关过来的11.6-18GHz本振信号信号在第一混频器里完成下混频，得到9.6GHz中频频率。
另一路8.4-14GHz段信号，该路中频变频电路包括顺次连接的第三放大器、第三低通滤波器、第二混频器、第二带通滤波器、第四放大器以及第四低通滤波器，该路信号经过第三放大器放大，第三低通滤波器抑制高频信号后，和由第三射频开关过来的12.4-18GHz本振信号在第二混频器里完成下混频，得到4GHz中频频率；
进一步地，如图4所示，所述二级变频电路包括顺次连接的二级混频器(第三混频器)、第五放大器、第三带通滤波器、数控衰减器以及第六放大器。所述二级混频器上连接有第二本振电路，所述第二本振电路用于为二级混频器输入第二本振信号。其中，所述第二本振电路包括第二本振放大器，如图5所示，所述第一本振放大器的输入端以及第二本振放大器的输入端连接至同一2功分器。
上述一路得到的9.6GHz中频频率经过第一带通滤波器滤波，第二放大器放大及第二低通滤波器抑制谐波后，通过第二射频开关和第二本振10.8GHz信号在第三混频中混频，得到1.2GHz中频信号；经过后级的第五放大器第三带通滤波器、数控衰减器、第六放大器输出。上述另一路得到的4GHz中频频率经过第二带通滤波器滤波，第四放大器放大及第四低通滤波器抑制谐波后，通过第二射频开关和第二本振5.2GHz信号在第三混频中混频，得到1.2GHz中频信号；经过后级的第五放大器第三带通滤波器、数控衰减器、第六放大器输出。
14-18GHz信号途径和8.4-14GHz相同，只是第三射频开关(118)过来的本振信号变为了10-14GHz，第二本振信号变为了2.8GHz。
进一步地，数控衰减器以及第六放大器是专门用来调整带内增益平坦度的电路。
进一步地，由于第2段混频(二级混频)采用超外差和外差方式，镜频频率会落在输入频率带内，故下变频的镜频抑制主要由第一开关滤波组件提供。第一开关滤波组件将接收频率分为6个波段进行滤波，并且留有500MHz重合频率，从而在提高镜频抑制的同时，确保信号带宽。即开关滤波组件为将信号分为：1.5-5GHz；4.5-9GHz；8-11.5GHz；11GHz-14.5GHz；13.5GHz-16.5GHz；16GHz-18.5GH等6段。混频方案中遵循混频后频谱不倒置的功能。整个接收频率步进和本振的等效步进相同，其本振步进可低到1MHz。
进一步地，在第三混频器之前，中频为一单点频(9.6GHz或4GHz)，经过第一带通滤波器或第一带通滤波器提供镜频抑制。2段接收频率中，一中频分别为9.6GHz和4GHz，对应的射频输入为2-8.4GHz和8.4-18GHz，第一开关滤波组件又提供了良好的中频抑制。
进一步地，其镜频关系如下：对于2-8.4GHz通道，可以计算得到其本振频率为11.6-18GHz，中频9.6GHz的情况下，镜频为21.2-27.6GHz，除了第一开关滤波组件能提供抑制外，第一低通滤波器也能提供抑制。对于8.4-14GHz通道，可以计算得到其本振频率为12.4-18GHz，中频4GHz的情况下，镜频为16.4-18GHz，只能通过第一开关滤波组件提供抑制；对于14-18GHz通道，可以计算得到其本振频率为10-14GHz，中频4GHz的情况下，镜频为6-10GHz，也只能通过第一开关滤波组件提供抑制。
在另一示例性实施例中，所述变频电路包括顺次连接的第一开关滤波组件、一级变频电路、第二射频开关以及二级变频电路，所述一级变频电路包括多路用于不同频段的中频变频电路，所述中频变频电路包括顺次连接的放大器、低通滤波器、一级混频器、第一射频开关、带通滤波器、放大器以及低通滤波器。
具体地，从功能上看，第一射频开关可以放在第一混频器之后，第一带通滤波器和第二带通滤波器之前，这样第一低通滤波器可能同样需要更换为开关滤波器组，会增加电路复杂度，但这样设计的镜频抑制会更高。
进一步地，第一本振输出频带为10-18GHz，在当前具有10-20GHz的宽带VCO情况下是可以实现的；第二本振输出信号宽但均为窄带，可以考虑采用基波分频的方式产生，即第二本振实际产生10.4GHz，10.8GHz，11.2GHz，后级再加可编程分频器，使用1分频，2分频和4分频，产生需要的10.4GHz，5.4GHz和2.8GHz信号。
本实施例是在采用开关滤波的预处理下，使用射频开关，实现2段3种不同的混频中频输出后，再与不同的第二本振混频，从而将2-18GHz信号下变频到固定中频。方案中本振及变频电路实现难度低，属于一种相对简单的宽带变频方案。
以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，包括电源电路、控制电路以及变频电路，所述电源电路分别与所述控制电路、变频电路连接，所述控制电路与所述变频电路连接；
所述变频电路包括顺次连接的第一开关滤波组件、第一射频开关、一级变频电路、第二射频开关以及二级变频电路，其中，所述一级变频电路包括多路用于不同频段的中频变频电路。
2.根据权利要求1所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述中频变频电路包括顺次连接的放大器、低通滤波器、一级混频器、带通滤波器、放大器以及低通滤波器。
3.根据权利要求2所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述一级混频器上通过第三射频开关连接有第一本振电路，所述第一本振电路用于为不同中频变频电路的一级混频器输入不同的第一本振信号。
4.根据权利要求3所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述第一本振电路包括第一本振放大器。
5.根据权利要求4所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述二级变频电路包括顺次连接的二级混频器、放大器、带通滤波器、数控衰减器以及放大器。
6.根据权利要求5所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述二级混频器上连接有第二本振电路，所述第二本振电路用于为二级混频器输入第二本振信号。
7.根据权利要求6所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述第二本振电路包括第二本振放大器。
8.根据权利要求7所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述第一本振放大器的输入端以及第二本振放大器的输入端连接至同一功分器。
9.根据权利要求8所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述功分器为2功分器。
10.根据权利要求1所述的一种2-18GHz宽带下变频组件，其特征在于，所述变频电路包括顺次连接的第一开关滤波组件、一级变频电路、第二射频开关以及二级变频电路，所述一级变频电路包括多路用于不同频段的中频变频电路，所述中频变频电路包括顺次连接的放大器、低通滤波器、一级混频器、第一射频开关、带通滤波器、放大器以及低通滤波器。
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