一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统的制作方法

本实用新型涉及一种射频系统，特别是涉及一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统，属于雷达、通信、电子对抗技术领域。

背景技术：

在雷达电子侦察系统和射频仿真中，随着技术的发展，需要模拟各种宽带捷变频信号。模拟这些宽带捷变频信号一般有两种情况，一种是系统自产生这种宽带捷变频信号，我们称之为被动模拟雷达信号；另一种则是接收宽带捷变频信号，对之进行分析测量，然后干扰或模拟这个信号，我们称之为主动模拟雷达信号。

在主动模拟雷达信号的微波系统中，需要对接收的信号进行测频，并设计与之对应的捷变频综来实现整个系统。同时，在一些领域中，还需要微波变频系统实现模块化和小型化。所以提供一种既满足宽带捷变频的指标，又通用简单的射频系统是有益之举。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统，不仅系统架构简单，功耗低，成本低，而且易于模块化，性能得以大幅提升。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统，包括依次相连的微波下变频单元、信号处理单元和上变频单元，与微波下变频单元相连的测频单元，与测频单元相连的控制单元，以及分别与微波下变频单元、信号处理单元和上变频单元相连的频综单元；所述微波下变频单元、上变频单元、频综单元均与控制单元相连；

所述微波下变频单元，用于将接收的雷达信号下变到信号处理单元的工作频段内并输出给信号处理单元，以及耦合出一路测频信号给测频单元；

所述测频单元为信道化测频器，用于将测频信号分成若干信道后进行信道测频，得到测频码输出给控制单元；

所述控制单元，用于将测频码转换成初始控制码和频率控制码，并将初始控制码输出给微波下变频单元、将频率控制码输出给频综单元和上变频单元；

所述频综单元，用于在频率控制码的控制下产生与该雷达信号相对应的捷变频综，并产生变频本振，将捷变频综及变频本振分别输出给微波下变频单元和上变频单元，以及产生基准时钟给信号处理单元；

所述信号处理单元，用于对下变到信号处理单元的工作频段内的雷达信号进行处理，输出已处理信号给上变频单元；

所述上变频单元，用于将已处理信号变回原来的雷达工作频率。

本实用新型进一步设置为：所述微波下变频单元包括依次相连的低噪声放大器、第一数控衰减器、第一放大器、第一调制解调器、第二放大器、耦合器、第三放大器、第一混频器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器和第四放大器，所述耦合器为三端口器件、耦合出一路测频信号给测频单元，所述第一混频器和第二混频器均为三端口器件、分别由频综单元提供频综信号和变频本振。

本实用新型进一步设置为：所述上变频单元包括依次相连的第三滤波器、第三混频器、第四滤波器、第四混频器、开关滤波组件、第五放大器、第二数控衰减器、第六放大器和第二调制解调器，所述第三混频器和第四混频器均为三端口器件、分别由频综单元提供变频本振和频综信号。

本实用新型进一步设置为：所述信号处理单元采用3GHz采样时钟，工作的信号中心频率为750Hz，带宽为1200MHz。

本实用新型进一步设置为：所述测频单元包括功分器、环形器、测频单元滤波器和检波器，测频信号通过功分器分成若干路信号，每路信号通过环形器分成若干信道，每个信道的信号经过测频单元滤波器滤波后输入检波器得到测频码；所述功分器和微波下变频单元之间设置有测频单元第一放大器，功分器和每路环形器之间设置有测频单元第二放大器；所述测频单元第一放大器和功分器之间设置有测频单元耦合器，所述测频单元耦合器耦合出一路信号输入检波器得到主脉冲，用于信号时序的对齐。

本实用新型进一步设置为：所述功分器为4路功分器，所述环形器为5信道环形器。

本实用新型进一步设置为：所述频综单元包括恒温晶振、点频本振锁相源组件和频综单元开关滤波组件，以及频综单元混频器；所述恒温晶振产生系统的基准参考时钟100MHz信号输入给点频本振锁相源组件产生各变频本振、参考时钟、并功分出一路100MHz信号给频综产生部分；进入频综产生部分的100MHz信号，经过4路功分器，分别输出信号给四只锁相源作为基准，产生1.75~2.75GHz步进信号和2.25GHz、2.5GHz、2.75GHz点频信号，经频综单元开关滤波组件组合后与点频本振锁相源组件产生的本振信号一起输入频综单元混频器，混频产生10.25~15.75GHz的频综信号，频综信号通过频综单元开关滤波组件滤除掉混频产生的杂散信号后经2路功分器分别输出给上变频单元和微波下变频单元。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

通过微波下变频单元、信号处理单元、上变频单元、测频单元、控制单元和频综单元的设置，其中测频单元为信道化测频器，用于将测频信号分成若干信道后进行信道测频，得到测频码输出给控制单元，控制单元将测频码转换成频率控制码输出给频综单元和上变频单元，通过频率控制码去引导频综单元的捷变频综，使得下变频的信号始终工作在信号处理机的工作频段内；不仅能够适应各种超宽带的捷变频雷达模拟，而且系统架构简单，功耗低，成本低，易于模块化，性能得以大幅提升。

上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

附图说明

图1为本实用新型一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统的结构框图；

图2为本实用新型一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统中微波下变频单元的结构示意图；

图3为本实用新型一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统中测频单元的结构示意图；

图4为本实用新型一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统中频综单元的结构示意图；

图5为本实用新型一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统中上变频单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示的一种能满足微波系统超宽捷变频的射频系统，包括依次相连的微波下变频单元、信号处理单元和上变频单元，与微波下变频单元相连的测频单元，与测频单元相连的控制单元，以及分别与微波下变频单元、信号处理单元和上变频单元相连的频综单元；所述微波下变频单元、上变频单元、频综单元均与控制单元相连。

所述微波下变频单元，用于将接收的雷达信号下变到信号处理单元的工作频段内并输出给信号处理单元，以及耦合出一路测频信号给测频单元；如图2所示，所述微波下变频单元包括依次相连的低噪声放大器、第一数控衰减器、第一放大器、第一调制解调器、第二放大器、耦合器、第三放大器、第一混频器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器和第四放大器，所述耦合器为三端口器件、耦合出一路测频信号给测频单元，所述第一混频器和第二混频器均为三端口器件、分别由频综单元提供频综信号和变频本振。

所述测频单元为信道化测频器，用于将测频信号分成若干信道后进行信道测频，得到测频码输出给控制单元；如图3所示，所述测频单元包括功分器、环形器、测频单元滤波器和检波器，其中，功分器为4路功分器，环形器为5信道环形器。测频信号通过功分器分成4路信号，每路信号通过环形器分成5信道，所以一共有二十信道，每个信道的信号经过测频单元滤波器滤波后输入检波器得到一串二十位的测频码；所述功分器和微波下变频单元之间设置有测频单元第一放大器，功分器和每路环形器之间设置有测频单元第二放大器；所述测频单元第一放大器和功分器之间设置有测频单元耦合器，所述测频单元耦合器耦合出一路信号输入检波器得到主脉冲，用于信号时序的对齐。

所述控制单元，用于将测频码转换成初始控制码和频率控制码，并将初始控制码输出给微波下变频单元、将频率控制码输出给频综单元和上变频单元。

所述频综单元，用于在频率控制码的控制下产生与该雷达信号相对应的捷变频综，并产生变频本振，将捷变频综及变频本振分别输出给微波下变频单元和上变频单元，以及产生基准时钟给信号处理单元；如图4所示，所述频综单元包括恒温晶振、点频本振锁相源组件和频综单元开关滤波组件，以及频综单元混频器；所述恒温晶振产生系统的基准参考时钟100MHz信号输入给点频本振锁相源组件产生各变频本振、参考时钟、并功分出一路100MHz信号给频综产生部分；进入频综产生部分的100MHz信号，经过4路功分器，分别输出信号给四只锁相源作为基准，产生1.75~2.75GHz步进信号和2.25GHz、2.5GHz、2.75GHz点频信号，经频综单元开关滤波组件组合后与点频本振锁相源组件产生的本振信号一起输入频综单元混频器，混频产生10.25~15.75GHz的频综信号，频综信号通过频综单元开关滤波组件滤除掉混频产生的杂散信号后经2路功分器分别输出给上变频单元和微波下变频单元。在置频模式下，频综将由第一个1.75~2.75GHzPLL工作，使得频综信号能覆盖整个范围；在捷变模式下，频综的四个PLL都将由测频码引导工作，这样就可以得到一个250MHz步进，覆盖10.25~15.75GHz的捷变频综了，可保证系统8GHz~18GHz全频段任意频率的变频。

所述信号处理单元，用于对下变到信号处理单元的工作频段内的雷达信号进行处理，输出已处理信号给上变频单元；信号处理单元采用3GHz采样时钟，工作的信号中心频率为750Hz，带宽为1200MHz。

所述上变频单元，用于将已处理信号变回原来的雷达工作频率，其工作原理与微波下变频单元相反；如图5所示，所述上变频单元包括依次相连的第三滤波器、第三混频器、第四滤波器、第四混频器、开关滤波组件、第五放大器、第二数控衰减器、第六放大器和第二调制解调器，所述第三混频器和第四混频器均为三端口器件、分别由频综单元提供变频本振和频综信号。上变频单元的滤波器组的边界与测频信道相对应，这样在信道切换时，上变频的频段也随之变换，可保证系统的正常工作。

本实用新型的射频系统采用了信道化测频而非通常的瞬时测频机，这样既减小了功耗，体积，也降低了系统的成本。信道化测频的最大问题在于相邻信道之间的隔离问题。当雷达信号正好落在信道边界的位置时，由于滤波器原理的原因，无法对带外做到完全的滤除，所以相邻两个信道都有可能得到一个不稳定的检波信号，即频率码将在01、11之间跳变，而频率码的跳变将导致捷变频综的错误切换，造成信号相位的不连续，使系统无法正常工作。所以在系统捷变频工作的时候，可通过底层控制进行干预，判断信号在相邻信道跳变时，对这个变化选择忽略，使得频综和上变频的控制保持上一帧的控制码，解决跳变所产生的问题。虽然会不可避免的损失捷变频时的信号带宽，但是可实现的工作带宽已完全能满足现有捷变频雷达的信号带宽要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。