一种双波段定位导航射频前端的制作方法

文档序号:15661144发布日期:2018-10-13 00:47阅读:319来源:国知局

本实用新型涉及一种双波段定位导航射频前端,其属于导航定位和雷达测控领域。



背景技术:

射频前端作为无线电接收机的重要组成部分,若要使其能够兼容接收不同波段的通信信号,必须能够工作在较宽的频率范围内,并完成低噪声放大、自动增益控制等功能。目前大多数接收机射频前端采用超外差结构,通过一级或两级混频滤波,去除接收信号中的干扰信号并获取足够的增益。这种结构虽然在增益、灵敏度、干扰抑制等方面性能优良,但因为其存在镜频干扰,需要特殊的中频滤波器,使得结构复杂,不易集成,从而增大了接收机的成本和尺寸,与通信电台小型化、通用化的趋势不符。

现阶段,射频前端是无线电接收机的重要组成部分,目前常用的超外差结构射频前端虽然性能良好,但结构复杂、不易集成、便携性不高。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种能够兼备接收和发射的本振频率且集成了单片自动增益控制、解调和视频放大功能的低成本、低功耗的双波段定位导航射频前端。

为解决上述技术问题,本实用新型采用了如下技术方案:

一种双波段定位导航射频前端,其包括接收单元、发射单元、频率源单元和晶振单元;所述晶振单元的时钟输出端连接所述频率源单元的时钟输入端,所述频率源单元的相应输出端分别接入所述接收单元中的第一混频器和正交解调器,同时所述频率源单元的相应输出端接入发射单元中的BPSK调制器;所述接收单元的输入端连接天线;所述接收单元中的正交解调器输出I路信号和Q路信号至数字信号处理单元的相应输入端;所述数字信号处理单元的输出端接入所述发射单元中的BPSK调制器,所述发射单元的输出端连接天线。

进一步的,所述接收单元还包括前置滤波器、低噪声放大器和镜像抑制滤波器;所述前置滤波器的输入端接天线,其输出端依次经低噪声放大器、镜像抑制滤波器和第一混频器后接入正交解调器的输入端,所述正交解调器的两个输出端作为接收单元的两个输出端与数字信号处理单元的I路和Q路输入端相连接。

进一步的,所述发射单元还包括带通滤波器和功率放大器;所述BPSK调制器的输入端分别连接数字信号处理单元的数字信号输出端和频率源单元的本振输出端;所述BPSK调制器的输出端依次经带通滤波器和功率放大器后,作为发射单元的输出端连接到天线。

进一步的,所述频率源单元包括二功分器、放大器和Si4133频率源;所述Si4133频率源的输入端作为频率源单元的输入端和所述晶振单元的输出端相连接,所述Si4133频率源有两个输出,其中一个输出作为频率源单元的一个输出端连接到接收单元的正交解调器的输入端,其另一个输出经过放大器后接入二功分器的输入端;所述二功分器的两个输出端作为频率源单元的两个输出端分别与接收单元中混频器的本振输入端和发射单元中BPSK调制器的本振输入端相连接。

进一步的,所述晶振单元包括晶振电路和低通滤波器;所述晶振电路的输出端经低通滤波器后,作为晶振单元的输出端与所述频率源单元的输入端相连接。

进一步的,所述正交解调器包括自动增益控制和视频放大器。

本实用新型的有益效果如下:

在导航定位及雷达测控中,对射频前端的小型化及方案和器件的简化要求越来越高,因此本射频前端具有将接收和发射的本振频率进行巧妙的组合和优化,在满足接收/发射相位噪声及混频杂散等指标的前提下,减少了本振种类,同时采用集成化技术实现了单片AGC、解调和视频放大等复杂功能,这两项技术的采用降低了成本和功耗,缩小了体积,提高了可靠性。

本实用新型通过合理地组合Si4133频率源、二功分器、前置滤波器、低噪声放大器、镜像抑制滤波器、第一混频器、带通滤波器、BPSK调制器及功率放大器等器件,可以将射频前端的工作频率范围扩展到其它频段,本实用新型可以应用到更宽的领域,满足更多的需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理框图;

图2是本实用新型中接收单元的结构原理框图;

图3是本实用新型中发射单元的结构原理框图;

图4是本实用新型中频率源单元的结构原理框图;

图5是本实用新型中晶振单元的结构原理框图。

具体实施方式

下面结合附图1~图5和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1~图5所示,本实施例涉及一种双波段定位导航射频前端,其包括接收单元、发射单元、频率源单元和晶振单元;所述接收单元的两个输出端分别连接数字信号处理单元的I路输入和Q路输入,三个输入端分别连接到天线、第一混频器和正交解调器;所述发射单元的一个输出端连接到天线,两个输入端连接BPSK调制器和来自数字信号处理单元的数字信号;所述频率源单元的一个输入端连接晶振单元的时钟输出,其三个输出端分别连接到接收单元的第一混频器、正交解调器和发射单元的BPSK调制器;所述晶振单元的一个输出端连接到频率源单元的时钟输入。

所述BPSK调制器为二相调制,所述正交解调器为对I/Q路信号进行正交解调。

如图2所示,所述接收单元包括前置滤波器、低噪声放大器、镜像抑制滤波器、第一混频器和正交解调器,所述正交解调器含自动增益控制和视频放大器;所述前置滤波器用于将天线接收的有用回波信号以外的杂波信号滤除;所述低噪声放大器将接收信号放大到所需要的功率值;所述镜像抑制滤波器用于对接收信号中的镜频信号进行有效抑制;所述第一混频器用于将接收信号下变频到所需的接收中频;所述正交解调器将接收中频信号解调为I路信号和Q路信号,然后送到数字信号处理单元;所述接收单元是整个射频前端的信号接收部分。

如图3所示,所述发射单元包括BPSK调制器、带通滤波器和功率放大器;所述BPSK调制器用于将数字信号处理单元送来的数字信号调制到所需的射频频率;所述带通滤波器用于对调制好的射频信号进行滤波,以滤除调制产生的杂波信号;所述功率放大器用于将调制好的射频信号放大到所需的功率值,然后送到天线;所述发射单元是整个射频前端的信号发送部分。

如图4所示,所述频率源单元包括二功分器、放大器和Si4133频率源;所述Si4133频率源将晶振单元送来的时钟信号作为参考时钟,通过锁相的方式输出两路本振信号,分别为一本振和二本振,二本振直接送到接收单元作为正交解调的本振信号;所述放大器用于将一本振信号放大到所需的功率值;所述二功分器用于将放大后的一本振信号功分成两路,一路送到接收单元作为下变频本振信号,另一路送到发射单元作为BPSK调制器的本振信号;所述频率源单元是整个射频前端的本振信号产生部分。

如图5所示,所述晶振单元包括晶振电路和低通滤波器;所述晶振电路用于产生所需的时钟信号;所述低通滤波器用于将时钟信号中的谐波信号和杂波信号进行有效抑制,然后送到频率源单元作为参考时钟;所述晶振单元是整个射频前端的时钟信号产生部分。

本实施例中,接收信号为S波段射频信号,发射信号为L波段射频信号,接收单元中的正交解调电路采用的是集成了自动增益控制、解调和视频放大的多功能器件AD8347,发射单元中的BPSK调制电路采用的是ADI公司的调制器AD8346,接收单元是一次下变频加正交解调,发射单元是一次BPSK调制,最终实现双波段频率范围的定位导航功能。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

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