一种Ku波段变频电路及变频器的制作方法

本实用新型实施例属于微波技术领域，尤其涉及一种Ku波段变频电路及变频器。

背景技术：

随着微波技术的迅速发展，通过微波变频器来实现微波信号处理的电子产品也越来越多，然而，部分电子产品的微波变频电路存在二种高频极化信号(即水平极化信号和垂直极化信号)相互交叉的情况，导致电路的隔离效果较差，信号间存在严重的干扰。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种Ku波段变频电路及变频器，可以有效隔离变频电路中的水平极化信号和垂直极化信号，杜绝信号之间的相互交叉情况，减少信号间的干扰。

本实用新型实施例一方面提供一种Ku波段变频电路，其包括第一射频放大模块、第一滤波模块、第二射频放大模块、第二滤波模块、控制模块、晶振模块、中频输出模块和稳压模块；

所述第一射频放大模块接入水平极化信号并分别与所述第一滤波模块和所述控制模块连接；所述第二射频放大模块接入垂直极化信号并分别与所述第二滤波模块和所述控制模块连接；所述第一滤波模块和所述第二滤波模块均与所述控制模块连接；所述控制模块分别与所述晶振模块、所述中频输出模块和所述稳压模块连接；所述中频输出模块接入外部接收机输出的两路中频控制信号和两路电压信号；

所述第一射频放大模块受所述控制模块控制对其接入的水平极化信号进行放大，所述第一滤波模块对所述放大后的水平极化信号进行滤波，所述第二射频放大模块受所述控制模块控制对其接入的垂直极化信号进行放大，所述第二滤波模块对所述放大后的垂直极化信号进行滤波，所述晶振模块输出本振信号，所述控制模块将所述本振信号、滤波后的所述水平极化信号和滤波后的所述垂直极化信号混频处理为两路中频信号，所述中频输出模块将所述两路中频信号输出至所述外部接收机并将所述两路中频控制信号传输给所述控制模块、将所述两路电压信号传输给所述稳压模块，所述控制模块根据所述两路中频控制信号调节所述本振信号的频率大小，所述稳压模块将所述两路电压信号的电压调节至预设值为所述控制模块供电。

本实用新型实施例另一方面还提供一种变频器，其包括上述的Ku波段变频电路。

本实用新型实施例通过由第一射频放大模块和第一滤波模块组成的第一支路以及由第二射频放大模块和第二滤波模块组成的第二支路分别对水平极化信号和垂直极化信号并进行放大和滤波处理，两条支路相互独立，可以有效隔离变频电路中的水平极化信号和垂直极化信号，杜绝信号之间的相互交叉情况，减少信号间的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的实施例一提供的Ku波段变频电路的基本结构框图；

图2是本实用新型的实施例二提供的Ku波段变频电路的具体结构框图；

图3是本实用新型的实施例三提供的Ku波段变频电路的基本电路结构图；

图4是本实用新型的实施例四提供的Ku波段变频电路的具体电路结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

实施例一：

如图1所示，本实施例所提供的Ku波段变频电路，其包括第一射频放大模块10、第一滤波模块20、第二射频放大模块30、第二滤波模块40、控制模块50、晶振模块60、中频输出模块70和稳压模块80。

第一射频放大模块10接入水平极化信号并分别与第一滤波模块20和控制模块50连接；第二射频放大模块30接入垂直极化信号并分别与第二滤波模块40和控制模块50连接；第一滤波模块20和第二滤波模块40均与控制模块50连接；控制模块50分别与晶振模块60、中频输出模块70和稳压模块80连接；中频输出模块70接入外部接收机输出的两路中频控制信号和两路电压信号。

在具体应用中，第一射频放大模块10和第二射频放大模块30各自的输入端还分别连接有用于接收水平极化信号和垂直极化信号的天线，天线接收信号之后再经两根探针将信号分别传输至第一射频放大模块10和第二射频放大模块30。

本实施例提供的Ku波段变频电路的工作原理为：

第一射频放大模块受控制模块控制对其接入的水平极化信号进行放大，第一滤波模块对放大后的水平极化信号进行滤波，第二射频放大模块受控制模块控制对其接入的垂直极化信号进行放大，第二滤波模块对放大后的垂直极化信号进行滤波，晶振模块输出本振信号，控制模块将本振信号、滤波后的水平极化信号和滤波后的垂直极化信号混频处理为两路中频信号，中频输出模块将两路中频信号输出至外部接收机并将两路中频控制信号传输给控制模块、将两路电压信号传输给稳压模块，控制模块根据两路中频控制信号调节本振信号的频率大小，稳压模块将两路电压信号的电压调节至预设值为控制模块供电。

本实用新型实施例通过由第一射频放大模块和第一滤波模块组成的第一支路以及由第二射频放大模块和第二滤波模块组成的第二支路分别对水平极化信号和垂直极化信号并进行放大和滤波处理，两条支路相互独立，可以有效隔离变频电路中的水平极化信号和垂直极化信号，杜绝信号之间的相互交叉情况，减少信号间的干扰。

实施例二：

如图2所示，在本实施例中，第一射频放大模块10包括第一初级射频放大单元11和第一次级放大单元12，第二射频放大模块20包括第二初级射频放大单元21和第二次级放大单元32。

第一初级放大单元11的输入端接入水平极化信号，第一初级放大单元11的第一受控端接控制模块50的第一初级控制端，第一初级放大单元11的第二受控端接控制模块50的第二初级控制端，第一初级放大单元11的输出端接第一次级放大单元12的输入端，第一次级放大单元12的第一受控端接控制模块50的第一次级控制端，第一次级放大单元12的第二受控端接控制模块50的第二次级控制端，第一次级放大单元12的输出端接第一滤波模块20的输入端。

第二初级放大单元31的输入端接入垂直极化信号，第二初级放大单元31的第一受控端接控制模块50的第三初级控制端，第二初级放大单元31的第二受控端接控制模块50的第四初级控制端，第二初级放大单元31的输出端接第二次级放大单元32的输入端，第二次级放大单元32的第一受控端接控制模块50的第三次级控制端，第二次级放大单元32的第二受控端接控制模块50的第四次级控制端，第二次级放大单元32的输出端接第二滤波模块40的输入端。

本实施例提供的第一初级射频放大单元11、第一次级放大单元12、第二初级射频放大单元21和第二次级放大单元32的工作原理为：

第一初级放大单元11受控制模块50控制对水平极化信号进行一次放大，第一次级放大单元12受控制模块50控制对一次放大后的水平极化信号进行二次放大，并将二次放大后的水平极化信号输出给第一滤波模块20；

第二初级放大单元31受控制模块50控制对垂直极化信号进行一次放大，第二次级放大单元32受控制模块50控制对一次放大后的垂直极化信号进行二次放大，并将二次放大后的垂直极化信号输出给第二滤波模块40。

如图2所示，在本实施例中，中频输出模块70包括第一中频输出单元71和第二中频输出单元72，所述稳压模块80包括第一稳压单元81、第二稳压单元82和开关二极管T1。

第一中频输出单元71的输入端接控制模块50的第一中频输出端，第一中频输出单元71的第一输出端输出两路中频信号中的第一路中频信号，第一中频输出单元71的第二输出端分别接控制模块50的第一中频控制信号输入端和第一稳压单元81的输入端。

第二中频输出单元72的输入端接控制模块50的第二中频输出端，第二中频输出单元72的第一输出端输出两路中频信号中的第二路中频信号，第二中频输出单元72的第二输出端分别接控制模块50的第二中频控制信号输入端和第二稳压单元82的输入端。

第一稳压单元81的输出端接开关二极管T1的第一输入端，第二稳压单元82的输出端接开关二极管T1的第二输入端，开关二极管T1的输出端接控制模块50的供电端。

本实施例提供的第一中频输出单元71、第二中频输出单元72、第一稳压单元81、第二稳压单元82和开关二极管T1的工作原理为：

第一中频输出单元的输出端将两路中频控制信号中的第一路中频控制信号传输给控制模块，第一中频输出单元的输出端将两路电压信号中的第一路电压信号传输给第一稳压单元，第一稳压单元将第一路电压信号的电压调节至预设值并通过开关二极管输出给控制模块；

第一中频输出单元的输出端将两路中频控制信号中的第二路中频控制信号传输给控制模块，第二中频输出单元的输出端将两路电压信号中的第二路电压信号传输给第二稳压单元，第二稳压单元将第二路电压信号的电压调节至预设值并通过开关二极管输出给控制模块。

本实施例提供的Ku波段变频电路中用于输出两路中频信号的第一中频输出单元和第一中频输出单元在结构上也是是相互独立，互不干扰的，可以有效降低输出的两路中频信号之间的干扰。

实施例三：

如图3所示，在本实施例中，第一射频放大模块10还包括第一耦合电容C1，第二射频放大模块30还包括第二耦合电容C2；

第一初级放大单元11包括第一N型场效应管Q1，第一N型场效应管Q1的栅极为第一初级放大单元11的输入端和第一受控端，第一N型场效应管的漏极为第一初级放大单元11的输出端和第二受控端，第一N型场效应管的源极接地；

第一次级放大单元12包括第二N型场效应管Q2，第二N型场效应管Q2的栅极为第一次级放大单元12的输入端和第一受控端，第二N型场效应管Q2的漏极为第一次级放大单元12的输出端和第二受控端，第二N型场效应管Q2的源极接地，第一耦合电容C1串接在第一N型场效应管Q1的漏极和第二N型场效应管Q2的栅极之间；

第二初级放大单元31包括第三N型场效应管Q3，第三N型场效应管Q3的栅极为第二初级放大单元31的输入端和第一受控端，第三N型场效应管Q3的漏极为第二初级放大单元31的第二受控端和输出端，第三N型场效应管Q3的源极接地；

第二次级放大单元32包括第四N型场效应管Q4，第四N型场效应管Q4的栅极为第二次级放大单元32的输入端和第一受控端，第四N型场效应管Q4的漏极为第二次级放大单元32的第二受控端和输出端，第四N型场效应管Q4的源极接地，第二耦合电容C2串接在第三N型场效应管Q3的漏极和第四N型场效应管Q4的栅极之间。

在具体应用中，第一～第四N型场效应管均可以等效替换为P型场效应管，当替换为P型场效应管时，将P型场效应管的漏极等同于N型场效应管的源极使用，将P型场效应管的源极等同于N型场效应管的漏极使用即可。

如图3所示，在本实施例中，第一滤波模块20包括第一带通滤波器BPF1，第二滤波模块40包括第二带通滤波器BPF2；

第一带通滤波器BPF1的输入端接第一射频放大模块10的输出端，第一带通滤波器BPF1的输出端接控制模块50的第一射频信号输入端；

第二带通滤波器的输入端接第二射频放大模块30的输出端，第二带通滤波器的输出端接控制模块50的第二射频信号输入端。

在本实用新型的一个实施例中第一滤波模块20还包括连接在第一射频放大模块10的输出端和第一带通滤波器BPF1的输入端之间的第一滤波单元，第二滤波模块40还包括连接在第二射频放大模块30的输出端和第二带通滤波器BPF2的输入端之间的第二滤波单元。

如图3所示，在本实施例中，晶振模块60包括晶体振荡器X，晶体振荡器X的输入端为晶振模块60的输入端，晶体振荡器X的输出端为晶振模块60的输出端，晶体振荡器X的输出端接控制模块50的本振信号输入端，晶体振荡器X的输入端接控制模块50的本振信号输出端。

如图3所示，在本实施例中，控制模块50包括控制芯片U1，控制芯片U1分别与第一射频放大模块10、第一滤波模块20、第二射频放大模块30、第二滤波模块40、晶振模块、中频输出模块70和稳压模块80连接。在本实施例中，控制芯片U1具体选用锐迪科微电子有限公司的RT320型芯片，该芯片在本实施例中的引脚定义和连接关系如下：

10号和31号引脚：射频信号接地引脚，均接地；

16、18、24和26号引脚：中频信号接地引脚，本实施例中仅24号引脚接地

1号引脚：第一路射频信号的栅极电压控制端，本实施例中为所述第一初级控制端；

2号引脚：第一路射频信号的漏极电压控制端，本实施例中为所述第二初级控制端；

3号引脚：增益控制引脚，本实施例中空置；

4号、15号和27引脚：内部LDO解耦端，本实施例中空置；

5号引脚：4×2开关数据悬着器输入端，本实施例中空置；

6号引脚：NC引脚，空置；

7号引脚：第二路射频信号的栅极电压控制端，本实施例中为所述第三初级控制端；

8号引脚：第二路射频信号的源极电压控制端，本实施例中为所述第四初级控制端；

9号引脚：射频信号输入端，本实施例中为所述第二射频信号输入端；

11号引脚：第二路射频信号的栅极电压控制端，本实施例中为所述第三次级控制端；

12号引脚：第二路射频信号的栅极电压控制端，本实施例中为所述第四次级控制端；

13号引脚：晶体振荡器驱动输入端，本实施例中为所述本振信号输入端；

14号引脚：晶体振荡器驱动输出端，本实施例中为所述本振信号输出端；

17号引脚：中频信号输出端，本实施例中接所述第二中频输出单元的输入端；

19号引脚：中频控制信号输入端，本实施例中与所述第二稳压芯片的输入端和所述第二中频输出单元的输出端共接；

20号和22号引脚：5V供电引脚，本实施例中均为所述供电端，接所述开关二极管T1的输出端；

23号引脚：中频控制信号输入端，本实施例中与所述第一稳压芯片的输入端和所述第二中频输出单元的输出端共接；

25号引脚：中频信号输出端，本实施例中接所述第一中频输出单元的输入端；

29号引脚：第一路射频信号的栅极电压控制端，本实施例中为所述第一次级控制端；

30号引脚：第一路射频信号的栅极电压控制端，本实施例中为所述第二次级控制端；

32号引脚：射频信号输入端，本实施例中接所述第一射频信号输入端。

如图3所示，在本实施例中，第一稳压单元81包括第一稳压芯片U2，第二稳压单元82包括第二稳压芯片U3；

第一稳压芯片U2的输入端为第一稳压单元81的输入端，第一稳压芯片U2的输出端为第一稳压单元81的输出端，第一稳压芯片U2的接地端接地；

第二稳压芯片U3的输入端为第二稳压单元82的输入端，第二稳压芯片U3的输出端为第二稳压单元82的输出端，第二稳压芯片U3的接地端接地。

实施例四：

如图4所示，在实施例三所提供的电路的基础上，所提供的Ku波段变频电路还包括如下连接关系：

第一N型场效应管Q1的栅极和控制芯片U1的2号引脚之间连接有第一电阻R1，第一电阻R1与控制芯片U1的2号引脚的共接端与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端接地；耦合电容C1与第四电容C4并联；第一N型场效应管Q1的漏极和控制芯片U1的1号引脚之间连接有第二电阻R2，第二电阻R2与控制芯片U1的1号引脚的共接端与第五电容C5的一端连接，第五电容C5的另一端接地；

第二N型场效应管Q2的栅极和控制芯片U1的29号引脚之间连接有第三电阻R3，第三电阻R3与控制芯片U1的29号引脚的共接端与第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端接地；第二N型场效应管Q2的漏极和控制芯片U1的30号引脚之间连接有第四电阻R4，第四电阻R4与控制芯片U1的30号引脚的共接端与第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端接地；

第一滤波单元由两个相互并联的第八电容C8和第九电容C9构成；

第三N型场效应管Q3的栅极和控制芯片U1的7号引脚之间连接有第五电阻R5，第五电阻R5与控制芯片U1的7号引脚的共接端与第十电容C10和第十一C11的一端连接，第十电容C10和第十一C11的另一端接地；耦合电容C2与第十二电容C12并联；第三N型场效应管Q3的漏极和控制芯片U1的8号引脚之间连接有第六电阻R6，第六电阻R6与控制芯片U1的8号引脚的共接端与第十三电容C13和第十四C14的一端连接，第十三电容C13和第十四C14的另一端接地；

第四N型场效应管Q4的栅极和控制芯片U1的11号引脚之间连接有第七电阻R7，第七电阻R7与控制芯片U1的11号引脚的共接端与第十五电容C15的一端连接，第十五电容C15的另一端接地；第四N型场效应管Q4的栅极和源极之间还连接有第十六电容C16；第四N型场效应管Q4的漏极和控制芯片U1的12号引脚之间连接有第八电阻R8，第八电阻R8与控制芯片U1的12号引脚的共接端与第十七电容C17的一端连接，第十七电容C17的另一端接地；

第二滤波单元由两个相互并联的第十八电容C18和第十九电容C19构成；

本实施例中，控制芯片U1的3号引脚经第九电阻R9接地，4号引脚经第二十电容C20接地，16号、18、26号和28号引脚均接地，27号引脚经第二十一电容C21接地，15号引脚经第二十二电容C22接地；

晶体振荡器X的两端分别经第二十三电容C23和第二十四电容C24接地；

控制芯片U1的25号引脚和第一中频输出单元71的输入端之间串接有第二十五电容C25和第十电阻R10，控制芯片U1的23号引脚和第一中频输出单元71的第二输出端之间还串接有第十一电阻R11和第十二电阻R12，第十一电阻R11和第十二电阻R12的共接端还与第十三电阻R13的一端连接，第十三电阻R13的另一端接地，第十二电阻R12两端还并联有第二十六电容C26，第二十六电容C26、第十二电阻R12和第一中频输出单元71的第二输出端的共接端还与第二十七电容C27的一端连接，第二十七电容C27的另一端接地；

控制芯片U1的17号引脚和第二中频输出单元72的输入端之间串接有第二十八电容C28和第十四电阻R14，控制芯片U1的19号引脚和第二中频输出单元72的第二输出端之间还串接有第十五电阻R15和第十六R16，第十五电阻R15与第十六电阻R16的共接端还与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端接地，第十六电阻R16两端还并联有第二十九电容C29，第二十九电容C29、第十六电阻R16和第二中频输出单元72的第二输出端的共接端还与第三十电容C30的一端连接，第三十电容C30的另一端接地；

控制芯片U1的21号引脚经第三十一电容C31接地；

开关二极管T1的输出端还经第三十二电容C32接地，开关二极管T1的第一输入端与第一稳压芯片U2的输出端共接于第三十三电容C33和第三十四C34的一端，第三十三电容C33和第三十四电容C34的另一端接地；

开关二极管T1的第二输入端与第二稳压芯片U3的输出端共接于第三十五电容C35和第三十六电容C36的一端，第三十五电容C35和第三十六电容C36的另一端接地，第二稳压芯片U3的接地端还与第三十电容C30的接地端共接；

第一中频输出单元71的第二输出端还经第三十七电容C37接地，第二中频输出单元72的第二输出端还经第三十八电容C38接地。

本实施例可通过控制芯片U1对晶体振荡器输出的本振信号进行切换，并与第一射频放大模块和第二射频放大模块输出的水平极化信号和垂直极化信号进行混频处理，然后将处理得到的中频信号输出给与中频输出模块连接的接收机，可根据接收机以脉冲信号输出的中频控制信号，控制本振信号的频率大小，同时还可根据接收机输出的电压来切换水平极化信号或者垂直极化信号，以实现Ku波段的全频带接收。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。