CN220711455U - 一种6~18GHz波段微波变频组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变频组件技术领域，特别是涉及一种6~18GHz波段微波变频组件，包括变频电路、第一本振电路和第二本振电路；所述变频电路包括两个相连的混频器；所述第一本振电路包括依次相连的梳妆谱发生器、第一开关滤波器组、倍频器以及放大滤波器，所述梳妆谱发生器的输入端用于接收外部信号，所述放大滤波器的输出端用于输出本振信号至变频电路的其中一个混频器的输入端；所述第二本振电路采用锁相环方式实现，用于向变频电路的另一个混频器提供本振信号。通过本变频组件，能有效解决本振切换时间长的问题。

Description

一种6~18GHz波段微波变频组件

技术领域

本实用新型涉及变频组件技术领域，特别是涉及一种6~18GHz波段微波变频组件。

背景技术

典型的接收机是通过对天线接收到的信号进行限幅、放大、变频、滤波等处理，提示抑制来至外部的干扰、杂波，使信号保留足够的有用信息，以满足进一步的信号处理的需要。而发射机需要对数字信号通过混频、滤波放大等出来达到便于传输的微波信号。因此良好的变频组件是雷达系统的一项关键组成部分。

随着通信技术及微电子技术的发展，对微波变频组件的要求越来越高。现有技术中，6~18GHz波段微波的本振切换时间一般为50us级别，采用单环方式实现，使得搜索时间长，不能实现快速跟踪并响应目标。输入动态上限一般只能做到10dBm，采用接收数控衰减方式实现，抗干扰性能较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种6~18GHz波段微波变频组件，能有效解决本振切换时间长的问题。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种6~18GHz波段微波变频组件，包括变频电路、第一本振电路和第二本振电路；所述变频电路包括两个相连的混频器；所述第一本振电路包括依次相连的梳妆谱发生器、第一开关滤波器组、倍频器以及放大滤波器，所述梳妆谱发生器的输入端用于接收外部信号，所述放大滤波器的输出端用于输出本振信号至变频电路的其中一个混频器的输入端；所述第二本振电路采用锁相环方式实现，用于向变频电路的另一个混频器提供本振信号。

所述变频电路包括接收变频电路和发射变频电路。

所述接收变频电路包括依次相连的限幅器、低噪放/衰减切换电路、耦合衰减电路、第一混频器、第一滤波放大器、第二混频器、线性/饱和切换电路以及第二开关滤波器组；所述低噪放/衰减切换电路包括通过开关进行切换的低噪放支路和衰减支路，所述低噪放支路上设有第一低噪声放大器，所述衰减支路上设有固定衰减器；所述第一混频器与第二本振电路相连，所述第二混频器与第一本振电路相连。

所述耦合衰减电路包括第一耦合器、第一检波器以及数控衰减设备，所述第一耦合器的输入连接耦合衰减电路的输入端，所述第一耦合器的输出端连接数控衰减设备的输入端，所述第一耦合器的耦合输出端连接第一检波器的输入端，所述数控衰减设备的输出端连接耦合衰减电路的输出端。

所述数控衰减设备包括依次相连的第一数控衰减器、第二低噪声放大器、第三开关滤波器组、第二数控衰减器以及均衡器。

所述第一滤波放大器包括依次相连的第一滤波器、第一放大器和第二滤波器。

所述线性/饱和切换电路包括通过开关进行切换的线性支路和饱和支路。

所述接收变频电路还包括依次相连的第二放大器和第三滤波器，所述第二放大器的输入端与第二开关滤波组的输出端相连。

所述发射变频电路包括依次相连的数据处理电路、功分器、第四开关滤波器组、调制开关、第二耦合器和第二检波器，所述数据处理电路包括依次相连的第五滤波器、第三混频器、第二滤波放大器、第四混频器以及第三数控衰减器；所述数据处理电路的输出端与功分器相连；所述第三混频器与第一本振电路相连，所述第四混频器与第二本振电路相连。

所述发射变频电路包括两条并联设置的数据处理电路，所述数据处理电路的输出端都与功分器相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：

1、本实用新型中，第一本振电路采用梳妆谱方式实现，外部信号驱动梳妆谱发生器，梳妆谱发生器输出一系列谐波，然后通过第一开关滤波器组进行选择所需要的频点，通过倍频器以及放大滤波器后提供本振，本振的切换时间由第一开关滤波器组决定的，第一开关滤波器组的切换时间为20ns，因此，本振切换时间＜200ns，能够大幅度缩短本振切换时间，使得产品的搜索时间大幅度缩短，快速跟踪并响应目标。

进一步的，由于射频频率范围比较宽，中频频率比较低，如果采用一次混频，那么不能有效抑制镜像频率，同时，本振频率也落入上变频的带内，无法有效滤除。故本实用新型中，采用两级混频器来解决上述问题，并且设置有对应的第一本振电路和第二本振电路，第一本振电路采用梳妆谱方式实现，能够实现快速跳频和高相位噪声；第二本振电路采用锁相环方式实现，能够产生任意所需要的频率。

2、本实用新型中，接收变频电路的输入动态上限能够做到30dBm，输入30dBm时，限幅器可以把30dBm信号限幅至13dBm，然后通过开关切换到衰减支路进行衰减，衰减后为小信号，实现大信号30dBm的输入要求，对近端的目标进行识别并处理，产品的抗干扰性能优越。

进一步的，限幅实现大信号的电平限幅至一个可接受的电平13dBm，开关切换至低噪放支路和衰减支路实现大信号衰减，小信号低噪放；实现低噪声，灵敏度高的优点。再通过耦合衰减电路，实现对输入信号的监测以及输入大信号的衰减至小信号，以满足后续电路的线性度。最后，通过开关切换至线性支路和饱和支路，实现信号的饱和输出监测与线性小信号放大监测。

3、本实用新型中，所述数据处理电路设置两条，且并列设置，能传输不同的信息包。

4、本实用新型中，第五滤波器能实现对输入信号的带外的杂散滤除，第三数控衰减能实现信号的功率调整，第四开关滤波器组能实现分段滤波，有效滤除电路产生的杂散，调制开关实现发射信号的脉冲调制，耦合检波能实现输出功率检测。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中第一本振电路的结构示意图；

图3为本实用新型中接收变频电路的结构示意图；

图4为本实用新型中发射变频电路的结构示意图；

图中标记：

1、梳妆谱发生器，2、第一开关滤波器组，3、倍频器，4、放大滤波器，5、限幅器，6、第一混频器，7、第一滤波放大器，8、第二混频器，9、第二开关滤波器组，10、第一低噪声放大器，11、固定衰减器，12、第一耦合器，13、第一检波器，14、第一数控衰减器，15、第二低噪声放大器，16、第三开关滤波器组，17、第二数控衰减器，18、均衡器，19、第一滤波器，20、第一放大器，21、第二滤波器，22、线性支路，23、饱和支路，24、第二放大器，25、第三滤波器，26、功分器，27、第四开关滤波器组，28、调制开关，29、第二耦合器，30、第二检波器，31、第五滤波器，32、第三混频器，33、第二滤波放大器，34、第四混频器，35、第三数控衰减器，36、第一本振电路，37、第二本振电路，38、电源控制板，39、数控衰减设备，40、第六滤波器，41、第四数控衰减器。

具体实施方式

实施例1

作为本实用新型基本实施方式，本实用新型包括一种6~18GHz波段微波变频组件，包括变频电路、第一本振电路36和第二本振电路37。所述变频电路包括两个相连的混频器。所述第一本振电路36可以由梳妆谱方式实现，用于向变频电路的其中一个混频器提供本振信号；所述第二本振电路37采用锁相环方式实现，用于向变频电路的另一个混频器提供本振信号。由于射频频率范围比较宽，中频频率比较低，本实施例采用两次混频，能有效抑制镜像频率，特别是能有效滤除本振频率。

具体的，所述第一本振电路36包括依次相连的梳妆谱发生器1、第一开关滤波器组2、倍频器3以及放大滤波器4。所述梳妆谱发生器1用于在外部信号的驱动下，输出一系列谐波，然后第一开关滤波器组2能进行选择所需要的频点，通过倍频器3以及放大滤波器4后提供本振。

实施例2

作为本实用新型一较佳实施方式，本实用新型包括一种6~18GHz波段微波变频组件，包括变频电路、第一本振电路36和第二本振电路37。所述第一本振电路36采用梳妆谱方式实现，包括依次相连的梳妆谱发生器1、第一开关滤波器组2、倍频器3以及放大滤波器4。所述第二本振电路37采用锁相环方式实现。

所述变频电路包括接收变频电路和发射变频电路，所述接收变频电路和发射变频电路都分别包括两个相连的混频器。

具体的，所述接收变频电路包括依次相连的限幅器5、低噪放/衰减切换电路、耦合衰减电路、第一混频器6、第一滤波放大器7、第二混频器8、线性/饱和切换电路以及第二开关滤波器组9。所述低噪放/衰减切换电路包括通过开关进行切换的低噪放支路和衰减支路，所述低噪放支路上设有第一低噪声放大器10，所述衰减支路上设有固定衰减器11。所述线性/饱和切换电路包括通过开关进行切换的线性支路22和饱和支路23。

进一步的，所述发射变频电路包括依次相连的数据处理电路、功分器26、第四开关滤波器组27、调制开关28、第二耦合器29和第二检波器30。所述数据处理电路包括依次相连的第五滤波器31、第三混频器32、第二滤波放大器33、第四混频器34、第三数控衰减器35。其中，所述第三数控衰减器35的输出端与功分器26相连。

所述第一本振电路36和第二本振电路37用于提供本振信号。具体的，所述第一本振电路36用于向第二混频器8或第三混频器32提供本振信号，所述第二本振电路37用于向第一混频器6或第四混频器34提供本振信号。

实施例3

作为本实用新型最佳实施方式，参照说明书附图1，本实用新型包括一种6~18GHz波段微波变频组件，包括变频电路、第一本振电路36、第二本振电路37以及用于提供电源的电源控制板38。所述变频电路包括接收变频电路和发射变频电路。所述接收变频电路和发射变频电路都设有两个混频器。第一本振电路36和第二本振电路37分别用于向上述两个混频器提供激励信号。由于射频频率范围比较宽，中频频率比较低，本实施例采用两次混频，能有效抑制镜像频率，同时，也能有效滤除本振频率。

参照说明书附图3，所述接收变频电路包括依次相连的限幅器5、低噪放/衰减切换电路、耦合衰减电路、第一混频器6、第一滤波放大器7、第二混频器8、第六滤波器40、第四数控衰减器41、线性/饱和切换电路、第二开关滤波器组9、第二放大器24以及第三滤波器25。所述低噪放/衰减切换电路包括通过开关进行切换的低噪放支路和衰减支路，所述低噪放支路上设有第一低噪声放大器10，所述衰减支路上设有固定衰减器11。所述耦合衰减电路包括第一耦合器12、第一检波器13以及数控衰减设备39，所述数控衰减设备39包括依次相连的第一数控衰减器14、第二低噪声放大器15、第三开关滤波器组16、第二数控衰减器17以及均衡器18。所述第一耦合器12的输入连接耦合衰减电路的输入端，所述第一耦合器12的输出端连接第一数控衰减器14的输入端，所述第一耦合器12的耦合输出端连接第一检波器13的输入端，所述均衡器18的输出端连接第一混频器6的输入端。所述第一滤波放大器7包括依次相连的第一滤波器19、第一放大器20和第二滤波器21。所述线性/饱和切换电路包括通过开关进行切换的线性支路22和饱和支路23。

参照说明书附图4，所述发射变频电路包括依次相连的数据处理电路、功分器26、第四开关滤波器组27、调制开关28、第二耦合器29和第二检波器30。其中，为了传输不同的信息包，所述数据处理电路设置两路，并列设置，两路数据处理电路的输出端都与功分器26的输入端相连。具体的，两路数据处理电路都分别包括依次相连的第五滤波器31、第三混频器32、第二滤波放大器33、第四混频器34以及第三数控衰减器35。

参照说明书附图2，所述第一本振电路36包括依次相连的梳妆谱发生器1、第一开关滤波器组2、倍频器3以及放大滤波器4。本实施例中，250MHz激励来自于外部信号，用于驱动梳妆谱发生器1，梳妆谱发生器1输出250MHz的一系列谐波，然后通过第一开关滤波器组2进行选择所需要的频点，通过倍频器3以及放大滤波器4后提供本振，本振的切换时间由第一开关滤波器组2决定的，第一开关滤波器组2的切换时间为20ns，本振切换时间＜200ns。

所述第一本振电路36采用上述梳妆谱方式实现，所述第一本振电路36给接收变频电路的第二混频器8提供激励信号L01，也用于给发射变频电路的第三混频器32提供激励信号L01，能够实现快速跳频和高相位噪声。所述第二本振电路37采用锁相环方式实现，用于向接收变频电路的第一混频器6提供本振信号L02，也用于向发射变频电路的第四混频器34提供本振信号L02，能够产生任意所需要的频率。具体的，所述第二本振电路37可以采用本领域的常规结构，包括鉴相器、压控振荡器、环路滤波器、输出放大器、控制器件、参考信号以及功分器等。

本实施例的输入动态上限能够做到30dBm，输入30dBm时，限幅器5把30dBm信号限幅至13dBm，然后通过开关切换到衰减支路进行衰减，衰减后为小信号，实现大信号30dBm的输入要求。限幅器5能实现大信号的电平限幅至一个可接受的电平13dBm，开关切换至低噪放支路和衰减支路实现大信号衰减，小信号低噪放，实现低噪声，灵敏度高。第一耦合器12和第一检波器13实现对输入信号的监测。数控衰减设备39能实现输入大信号的衰减至小信号，以满足后续电路的线性度。后续的开关切换至线性支路22和饱和支路23，实现信号的饱和输出监测与线性小信号放大监测。

第五滤波器31实现对输入信号的带外杂散滤除，第三数控衰减器35实现信号的功率调整，第四开关滤波器组27实现分段滤波，有效滤除电路产生的杂散，调制开关28实现发射信号的脉冲调制，第二耦合器29和第二检波器30实现输出功率检测。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后，根据本实用新型的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：包括变频电路、第一本振电路（36）和第二本振电路（37）；所述变频电路包括两个相连的混频器；所述第一本振电路（36）包括依次相连的梳妆谱发生器（1）、第一开关滤波器组（2）、倍频器（3）以及放大滤波器（4），所述梳妆谱发生器（1）的输入端用于接收外部信号，所述放大滤波器（4）的输出端用于输出本振信号至变频电路的其中一个混频器的输入端；所述第二本振电路（37）采用锁相环方式实现，用于向变频电路的另一个混频器提供本振信号。

2.根据权利要求1所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述变频电路包括接收变频电路和发射变频电路。

3.根据权利要求2所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述接收变频电路包括依次相连的限幅器（5）、低噪放/衰减切换电路、耦合衰减电路、第一混频器（6）、第一滤波放大器（7）、第二混频器（8）、线性/饱和切换电路以及第二开关滤波器组（9）；所述低噪放/衰减切换电路包括通过开关进行切换的低噪放支路和衰减支路，所述低噪放支路上设有第一低噪声放大器（10），所述衰减支路上设有固定衰减器（11）；所述第一混频器（6）与第二本振电路（37）相连，所述第二混频器（8）与第一本振电路（36）相连。

4.根据权利要求3所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述耦合衰减电路包括第一耦合器（12）、第一检波器（13）以及数控衰减设备（39），所述第一耦合器（12）的输入连接耦合衰减电路的输入端，所述第一耦合器（12）的输出端连接数控衰减设备（39）的输入端，所述第一耦合器（12）的耦合输出端连接第一检波器（13）的输入端，所述数控衰减设备（39）的输出端连接耦合衰减电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述数控衰减设备（39）包括依次相连的第一数控衰减器（14）、第二低噪声放大器（15）、第三开关滤波器组（16）、第二数控衰减器（17）以及均衡器（18）。

6.根据权利要求3所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述第一滤波放大器（7）包括依次相连的第一滤波器（19）、第一放大器（20）和第二滤波器（21）。

7.根据权利要求3所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述线性/饱和切换电路包括通过开关进行切换的线性支路（22）和饱和支路（23）。

8.根据权利要求3所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述接收变频电路还包括依次相连的第二放大器（24）和第三滤波器（25），所述第二放大器（24）的输入端与第二开关滤波组的输出端相连。

9.根据权利要求2所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述发射变频电路包括依次相连的数据处理电路、功分器（26）、第四开关滤波器组（27）、调制开关（28）、第二耦合器（29）和第二检波器（30），所述数据处理电路包括依次相连的第五滤波器（31）、第三混频器（32）、第二滤波放大器（33）、第四混频器（34）以及第三数控衰减器（35）；所述数据处理电路的输出端与功分器（26）相连；所述第三混频器（32）与第一本振电路（36）相连，所述第四混频器（34）与第二本振电路（37）相连。

10.根据权利要求9所述的一种6~18GHz波段微波变频组件，其特征在于：所述发射变频电路包括两条并联设置的数据处理电路，所述数据处理电路的输出端都与功分器（26）相连。