一种毫米波模拟变频收发系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于毫米波技术领域，具体涉及一种毫米波模拟变频收发系统。


背景技术：

[0002]
毫米波模拟变频收发模块应用研发可以实现宽带微波信号接收变频与幅度控制，宽带基频信号上变频发射的主要元件，由一路激励通道和2路接收通道组成，其在微波通信系统中起着非常重要的作用。毫米波模拟变频收发模块具有工作频率宽、频率高、通道隔离度高、较高宽带灵敏度、高输出信噪比、稳定性高、体积小和集成度高等优点，因而被广泛采用。但是，它的性能主要由混频器、宽带限幅放大器和射频镜像抑制滤波器等决定，目前通用的收发射频模块带宽窄，功能单一，功耗较高，稳定性差，体积大，密封效果不佳，逐渐难以适应现在的技术潮流。随着科技的发展，毫米波模拟变频收发模块所占的比重越来越大，用户对器件的技术指标、体积和功耗要求越来越高。目前国内毫米波模拟变频收发通道的生产主要的依靠多种微波器件单元组合等方式实现，不足之处是链路复杂，功耗超标，指标实现难以把控。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的是为了解决现有毫米波收发模块性能限制的问题，提出了一种毫米波模拟变频收发系统。
[0004]
本实用新型的技术方案是：一种毫米波模拟变频收发系统包括接收通道、第一放大器和发射通道；
[0005]
接收通道通过第一放大器和发射通道通信连接；接收通道的输入信号频率为34.5ghz-35.5ghz，本振信号输入频率为32ghz，输出信号频率为3
±
0.5ghz；发射通道的输入信号频率为2.5ghz-3.5ghz，其输出信号频率为34.5ghz-35.5ghz。
[0006]
本实用新型的有益效果是：本实用新型的毫米波模拟变频收发系统可以实现宽带微波信号的接收变频与幅度控制，在微波通信系统中起着非常重要的作用，其具有工作频率宽、频率高、通道隔离度高、较高宽带灵敏度、高输出信噪比、稳定性高、功耗低、体积小和集成度高的优点，极大提高了毫米波模拟变频收发模块的技术性能和环境性能一致性。
[0007]
进一步地，毫米波模拟变频收发系统采用双层盖板，其材质为铝合金。
[0008]
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，毫米波模拟变频收发系统的底层螺钉，顶层采用激光封焊，射频接头采用焊接方式，并通过仪器密封检测，保证收发系统的密封性，在保证模块强度的前提下，最大限度做了减重处理。
[0009]
进一步地，接收通道1的瞬时宽带为1ghz。
[0010]
进一步地，接收通道1包括第一数控衰减器、第一低噪放器、第一镜频抑制滤波器、第一混频器、第一滤波器、第二放大器、第二数控衰减器、第三放大器、第一低通器、第一功分器、第三数控衰减器、第二低噪放器、第二镜频抑制滤波器、第二混频器、第二滤波器、第四放大器、第四数控衰减器、第五放大器、第二低通器、第二功分器、第三功分器、第六放大
器、第四功分器、第一衰减器、第七放大器、第二衰减器、第三衰减器和第八放大器；
[0011]
第一数控衰减器的输入端接入频率为34.5ghz-35.5ghz的信号，其输出端和第一低噪放器的输入端通信连接；第一低噪放器的输出端和第一镜频抑制滤波器的输入端通信连接；第一镜频抑制滤波器的输出端和第一混频器的第一输入端通信连接；第一混频器的输出端和第一滤波器的输入端通信连接；第一滤波器的输出端和第二放大器的输入端通信连接；第二放大器的输出端和第二数控衰减器的输入端通信连接；第二数控衰减器的输出端和第三放大器的输入端通信连接；第三放大器的输出端和第一低通器的输入端通信连接；第一低通器的输出端和第一功分器的输入端通信连接；第一功分器的第一输出端和第二输出端均输出频率为3
±
0.5ghz的信号；第三数控衰减器的输入端接入频率为34.5ghz-35.5ghz的信号，其输出端和第二低噪放器的输入端通信连接；第二低噪放器的输出端和第二镜频抑制滤波器的输入端通信连接；第二镜频抑制滤波器的输出端分别与第一放大器的输入端和第二混频器的第一输入端通信连接；第二混频器的输出端和第二滤波器的输入端通信连接；第二滤波器的输出端和第四放大器的输入端通信连接；第四放大器的输出端和第四数控衰减器的输入端通信连接；第四数控衰减器的输出端和第五放大器的输入端通信连接；第五放大器的输出端和第二低通器的输入端通信连接；第二低通器的输出端和第二功分器的输入端通信连接；第二功分器的第一输出端和第二输出端均输出频率为3
±
0.5ghz的信号；第三功分器的输入端接入频率为32ghz的信号，其第一输出端和第六放大器的输入端通信连接，其第二输出端和第三衰减器的输入端通信连接；第三衰减器的输出端和第一放大器的输入端通信连接；第六放大器的输出端和第四功分器的输入端通信连接；第四功分器的第一输出端和第一衰减器的输入端通信连接；第一衰减器的输出端和第七放大器的输入端通信连接；第七放大器的输出端和第一混频器的第二输出端通信连接；第四功分器的第二输出端和第二衰减器的输入端通信连接；第二衰减器的输出端和第八放大器的输入端通信连接；第八放大器的输出端和第二混频器的第二输入端通信连接。
[0012]
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，接收通道全温工作态，保证幅度≤
±
0.2db，相位≤
±
2.5
°
。接收通道上两个不同支路电路布局结构完全一样，并标记摆放元器件位置，元器件采用同一批次，焊接装配，保证输出信号的稳定性。同时，为了保证相同信号的路间隔离度，在支路上加低功耗和反向隔离度高的放大器，增加衰减器，以衰减放大的形式来保证同频点的路间隔离度。接收通道可完成射频镜像抑制功能；对大动态范围的宽带信号进行放大并下变频，再对下变频的信号滤波放大，最后用功分器分至两路。
[0013]
进一步地，第一数控衰减器、第二数控衰减器、第三数控衰减器和第四数控衰减器的步进均为1db，其控制电平为3.3vttl。
[0014]
进一步地，发射通道3包括中频滤波器、第三混频器、第三滤波器、第九放大器、第四衰减器、第十放大器、第五衰减器、第十一放大器、耦合器、单刀双掷开关、第三低通器和第四低通器；
[0015]
中频滤波器的输入端接入频率为2.5ghz-3.5ghz的信号，其输出端和第三混频器的第一输入端通信连接；第三混频器的第二输入端和第一放大器的输出端通信连接；第三混频器的输出端和第三滤波器的输入端通信连接；第三滤波器的输出端和第九放大器的输入端通信连接；第九放大器的输出端和第四衰减器的输入端通信连接；第四衰减器的输出端和第十放大器的输入端通信连接；第十放大器的输出端和第五衰减器的输入端通信连
接；第五衰减器的输出端和第十一放大器的输入端通信连接；第十一放大器的输出端和耦合器的输入端通信连接；耦合器的输出端和单刀双掷开关的动端通信连接；单刀双掷开关的第一不动端和第二不动端分别与第三低通器的输入端和第四低通器的输入端一一对应通信连接；第三低通器的输出端和第四低通器的输出端均输出频率为34.5ghz-35.5ghz的信号。
[0016]
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，选取适当增益的放大器，保证饱和输出功率大于指标要求值，通过高精度的衰减器灵活控制输出功率，通过hfss仿真出线性的幅度均衡器修正宽带输出的幅度平坦度。发射通道通过一次变频将中频信号3
±
0.5ghz上变至射频35
±
0.5ghz，并经放大滤波输出；完成发射射频信号输出稳定度；通过耦合检波，比较电路检测，激励输出故障检测；完成各单元的逻辑状态控制和供电处理。
[0017]
进一步地，第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第一镜频抑制滤波器、第二镜频抑制滤波器和中频滤波器均采用陶瓷基板制成。
[0018]
上述进一步方案的有益效果是：在本实用新型中，受到体积和外形的限制，所有的滤波器不能使用腔体滤波器，同时厚膜无源电路加工精度带来的偏差较大，所有高频宽带滤波器采用三维电磁仿真加高精度陶瓷基板制备工艺，保证设计的精准性和加工精度偏差来实现指标。同时，在模块内部集成小型化的电磁兼容滤波器，能够有效的将电源带来的共模与差模信号抑制掉，在内部采取隔离屏蔽仿真设计，完美解决内部多种复杂频率成分的相互干扰泄露。
附图说明
[0019]
图1为毫米波模拟变频收发系统的结构图；
[0020]
图中，1、接收通道；2、第一放大器；3、发射通道。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。
[0022]
如图1所示，本实用新型提供了一种毫米波模拟变频收发系统，包括接收通道1、第一放大器2和发射通道3；
[0023]
接收通道1通过第一放大器2和发射通道3通信连接；接收通道1的输入信号频率为34.5ghz-35.5ghz，本振信号输入频率为32ghz，输出信号频率为3
±
0.5ghz；发射通道3的输入信号频率为2.5ghz-3.5ghz，其输出信号频率为34.5ghz-35.5ghz。
[0024]
在本实用新型实施例中，如图1所示，毫米波模拟变频收发系统采用双层盖板，其材质为铝合金。在本实用新型中，毫米波模拟变频收发系统的底层螺钉，顶层采用激光封焊，射频接头采用焊接方式，并通过仪器密封检测，保证收发系统的密封性，在保证模块强度的前提下，最大限度做了减重处理。
[0025]
在本实用新型实施例中，如图1所示，接收通道1的瞬时宽带为1ghz。
[0026]
在本实用新型实施例中，如图1所示，接收通道1包括第一数控衰减器、第一低噪放器、第一镜频抑制滤波器、第一混频器、第一滤波器、第二放大器、第二数控衰减器、第三放大器、第一低通器、第一功分器、第三数控衰减器、第二低噪放器、第二镜频抑制滤波器、第二混频器、第二滤波器、第四放大器、第四数控衰减器、第五放大器、第二低通器、第二功分
器、第三功分器、第六放大器、第四功分器、第一衰减器、第七放大器、第二衰减器、第三衰减器和第八放大器；
[0027]
第一数控衰减器的输入端接入频率为34.5ghz-35.5ghz的信号，其输出端和第一低噪放器的输入端通信连接；第一低噪放器的输出端和第一镜频抑制滤波器的输入端通信连接；第一镜频抑制滤波器的输出端和第一混频器的第一输入端通信连接；第一混频器的输出端和第一滤波器的输入端通信连接；第一滤波器的输出端和第二放大器的输入端通信连接；第二放大器的输出端和第二数控衰减器的输入端通信连接；第二数控衰减器的输出端和第三放大器的输入端通信连接；第三放大器的输出端和第一低通器的输入端通信连接；第一低通器的输出端和第一功分器的输入端通信连接；第一功分器的第一输出端和第二输出端均输出频率为3
±
0.5ghz的信号；第三数控衰减器的输入端接入频率为34.5ghz-35.5ghz的信号，其输出端和第二低噪放器的输入端通信连接；第二低噪放器的输出端和第二镜频抑制滤波器的输入端通信连接；第二镜频抑制滤波器的输出端分别与第一放大器2的输入端和第二混频器的第一输入端通信连接；第二混频器的输出端和第二滤波器的输入端通信连接；第二滤波器的输出端和第四放大器的输入端通信连接；第四放大器的输出端和第四数控衰减器的输入端通信连接；第四数控衰减器的输出端和第五放大器的输入端通信连接；第五放大器的输出端和第二低通器的输入端通信连接；第二低通器的输出端和第二功分器的输入端通信连接；第二功分器的第一输出端和第二输出端均输出频率为3
±
0.5ghz的信号；第三功分器的输入端接入频率为32ghz的信号，其第一输出端和第六放大器的输入端通信连接，其第二输出端和第三衰减器的输入端通信连接；第三衰减器的输出端和第一放大器2的输入端通信连接；第六放大器的输出端和第四功分器的输入端通信连接；第四功分器的第一输出端和第一衰减器的输入端通信连接；第一衰减器的输出端和第七放大器的输入端通信连接；第七放大器的输出端和第一混频器的第二输出端通信连接；第四功分器的第二输出端和第二衰减器的输入端通信连接；第二衰减器的输出端和第八放大器的输入端通信连接；第八放大器的输出端和第二混频器的第二输入端通信连接。在本实用新型中，接收通道全温工作态，保证幅度≤
±
0.2db，相位≤
±
2.5
°
。接收通道上两个不同支路电路布局结构完全一样，并标记摆放元器件位置，元器件采用同一批次，焊接装配，保证输出信号的稳定性。同时，为了保证相同信号的路间隔离度，在支路上加低功耗和反向隔离度高的放大器，增加衰减器，以衰减放大的形式来保证同频点的路间隔离度。接收通道可完成射频镜像抑制功能；对大动态范围的宽带信号进行放大并下变频，再对下变频的信号滤波放大，最后用功分器分至两路。
[0028]
在本实用新型实施例中，如图1所示，第一数控衰减器、第二数控衰减器、第三数控衰减器和第四数控衰减器的步进均为1db，其控制电平为3.3vttl。
[0029]
在本实用新型实施例中，如图1所示，发射通道3包括中频滤波器、第三混频器、第三滤波器、第九放大器、第四衰减器、第十放大器、第五衰减器、第十一放大器、耦合器、单刀双掷开关、第三低通器和第四低通器；
[0030]
中频滤波器的输入端接入频率为2.5ghz-3.5ghz的信号，其输出端和第三混频器的第一输入端通信连接；第三混频器的第二输入端和第一放大器2的输出端通信连接；第三混频器的输出端和第三滤波器的输入端通信连接；第三滤波器的输出端和第九放大器的输入端通信连接；第九放大器的输出端和第四衰减器的输入端通信连接；第四衰减器的输出
5.5v，电流不大于100ma；重量：≤250g；工作温度：-50℃～+55℃；
[0036]
本实用新型的有益效果为：本实用新型的毫米波模拟变频收发系统可以实现宽带微波信号的接收变频与幅度控制，在微波通信系统中起着非常重要的作用，其具有工作频率宽、频率高、通道隔离度高、较高宽带灵敏度、高输出信噪比、稳定性高、功耗低、体积小和集成度高的优点，极大提高了毫米波模拟变频收发模块的技术性能和环境性能一致性。
[0037]
本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。