一种中频接收机单通道电路和宽中频接收机的制作方法

1.本实用新型涉及中频接收机技术领域，具体而言，涉及一种中频接收机单通道电路和宽中频接收机。


背景技术：

2.宽中频接收机是现代通信/雷达系统中的关键部件,其性能指标优劣直接影响整个通信/雷达系统的整体性能。随着通信/雷达技术的日趋成熟，对接收机也提出了越来越严苛的需求，宽中频接收机成为了研究的热点与难点。
3.现有的宽中频接收机，一般采用超外差结构。通过超外差方式将输入的射频信号转为需要的中频信号。现有结构的接收机电路结构复杂，存在镜频干扰、组合频率干扰和中频干扰等特殊干扰，功能单一，同时中频频率固定且带宽窄，无法实现多模式，多功能，宽中频且瞬时带宽可切换的工程应用。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在接收机电路结构复杂，存在镜频干扰、组合频率干扰和中频干扰等特殊干扰，功能单一，同时中频频率固定且带宽窄，无法实现多模式，多功能，宽中频且瞬时带宽可切换的工程应用的技术问题之一。
5.为此，本实用新型第一方面提供了一种中频接收机单通道电路。
6.本实用新型第二方面提供了一种宽中频接收机。
7.本实用新型提供了一种中频接收机单通道电路，包括：
8.射频主路单元:输入端接入射频信号；
9.本振支路单元：输入端接入本振信号；
10.混频单元：输入端分别与射频主路单元的输出端和本振支路单元的输出端相连，用于将射频主路单元的输出信号和本振支路单元的输出信号混频得到宽带中频信号；
11.中频分段单元，输入端与混频单元的输出端相连，用于将混频单元输出的宽带中频信号分成至少两种模式的中频瞬时带宽信号；
12.输出单元，输入端与中频分段单元的输出端相连，用于输出中频信号和校准输出信号。
13.本实用新型提出的一种中频接收机单通道电路，通过中频分段单元将宽中频信号经开关滤波将中频带宽分成至少两段，可以为两段或四段等，分为四段时，对应分成四种模式的中频瞬时带宽信号，每段中频带宽对应一个工作模式，即可通过开关控制使中频接收机单通道电路输出不同带宽的中频瞬时带宽信号，以使中频接收机实现多模式、多功能。
14.根据本实用新型上述技术方案的一种中频接收机单通道电路，还可以具有以下附加技术特征：
15.在上述技术方案中，所述射频主路单元包括依次连接的耦合器、第一开关、限幅器、第一低噪声放大器、第一程控衰减器、第二低噪声放大器和射频带通滤波器；
16.所述耦合器的输入端接入射频信号，所述射频带通滤波器的输出端与混频单元的输入端相连。
17.在该技术方案中，从天线接收的ku频段最大带宽2500mhz的射频信号输入至耦合器中，耦合器的输出端与第一开关的一端相连，第一开关的另一端与限幅器的输入端相连，限幅器的输出端与第一低噪声放大器的输入端相连，第一低噪声放大器的输出端与第一程控衰减器的输入端相连，第一程控衰减器的输出端与第二低噪声放大器的输入端相连，第二低噪声放大器的输出端与射频带通滤波器的输入端相连，射频带通滤波器的输出端与混频器的输入端相连。
18.在上述技术方案中，所述本振支路单元包括依次连接的倍频放大器、本振带通滤波器和第二开关；
19.所述倍频放大器的输入端接入本振信号，所述第二开关的一端与本振带通滤波器相连，另一端与混频单元的输入端相连。
20.在该技术方案中，所述倍频放大器的输出端与本振带通滤波器的输入端相连，所述本振带通滤波器的输出端与第二开关的一端相连，第二开关的另一端与混频器相连；
21.通过射频主路单元和本振支路单元上的两级开关，即第一开关和第二开关，可以实现高达80db的通道闭塞度，射频整个单通道电路线性增益55db，噪声系数小于6db。
22.在上述技术方案中，所述混频单元包括依次连接的混频器、低通滤波器、第一宽带放大器、均衡器、第二宽带放大器、第二程控衰减器和温度补偿衰减器；
23.所述混频器的输入端分别与本振支路单元的输出端和射频主路单元的输出端相连，所述温度补偿衰减器的输出端与中频分段单元的输入端相连。
24.在该技术方案中，混频器的输出端与低通滤波器的输入端相连，低通滤波器的输出端与第一宽带放大器的输入端相连，第一宽带放大器的输出端与均衡器的输入端相连，均衡器的输出端与第二宽带放大器的输入端相连，第二宽带放大器的输出端与第二程控衰减器的输入端相连，第二程控衰减器的输出端与温度补偿衰减器的输入端相连，温度补偿衰减器的输出端与第一多支路开关相连；
25.采用宽带中频均衡技术和宽带中频增益匹配技术对宽带中频信号进行处理。
26.在上述技术方案中，所述中频分段单元包括第一多支路开关、第二多支路开关和若干个分段滤波器，所述第一多支路开关和第二多支路开关分别包括至少两个控制支路，所述第一多支路开关的若干控制支路与第二多支路开关的若干控制支路一一对应连接，相连的控制支路上设有分段滤波器；
27.所述第一多支路开关的输入端与混频单元的输出端相连，所述第二多支路开关的输出端与输出单元的输入端相连。
28.在该技术方案中，所述第一多支路开关和第二多支路开关可选用一分多开关，如一分四开关，一分四开关包含一路输入、四路输出，四路输出即为控制支路，两个一分四开关的四路控制支路一一对应连接，相连的控制支路为一组，每组控制支路之间连接有分段滤波器，且各分段滤波器的滤波范围不同，通过控制开关选择接通其中一组控制支路对宽带中频信号进行滤波，分别接通不同组控制支路就可以输出不同带宽的中频瞬时带宽信号，从而实现多模式、多功能。
29.在上述技术方案中，所述输出单元包括第三宽带放大器和输出切换开关，所述第
三宽带放大器的输入端与中频分段单元的输出端相连，所述输出切换开关的一端与第三宽带放大器的输出端相连，另一端与校准输出信号线路或中频输出信号线路相连。
30.在该技术方案中，第三宽带放大器的输入端与第二多支路开关的输出端相连，输出切换开关包括两个输出端，通过输出切换开关将信号分两路输出，一路校准输出信号经校准输出信号线路输出，一路中频输出信号经中频信号输出线路输出；
31.校准输出信号线路上还设有第四开关，第四开关的一端与输出切换开关的输出端相连，用于控制校准输出信号线路的启闭。
32.在上述技术方案中，还包括标校单元，所述标校单元包括第三开关，所述第三开关的一端接入定标信号，另一端与射频主路单元的输入端相连。
33.在该技术方案中，第三开关的一端与标校功分网络相连，另一端与射频主路单元中的耦合器相连。
34.本实用新型还提出了一种宽中频接收机，包括至少两个如上述技术方案中所述的一种中频接收机单通道电路。
35.本实用新型提出的一种宽中频接收机，设置多个中频接收机单通道电路，如在每种工作模式下设置6个中频接收机单通道电路，也可设置4个、5个、8个等；每种工作模式与中频接收机单通道电路分隔的每段中频带宽相对应，将中频带宽分为四段时，宽中频接收机就有四种工作模式。
36.在上述任一技术方案中，还包括：
37.频综模块：分别与任一中频接收机单通道电路中的本振支路单元的输入端相连，用于产生混频所需的本振信号；
38.标校功分网络：分别与任一中频接收机单通道电路中的标校单元相连，用于电路功能检测及校准；
39.耦合功分网络：分别与任一中频接收机单通道电路中的输出单元相连，用于接收校准输出信号并将多路校准输出信号耦合合成后再输出。
40.在上述任一技术方案中，还包括：
41.数字板：分别与任一中频接收机单通道电路和频综模块相连，用于实现程控衰减、通道选择控制、频率控制和频综模块控制功能；
42.供电电路：分别与频综模块、标校功分网络、耦合功分网络、数字板以及任一中频接收机单通道电路相连，用于提供电源电压和电流。
43.在该技术方案中，通过数字板可对中频接收机单通道电路内的参数进行调节，供电电路对各网络、模块或电路采用独立供电方式，相互独立，互不干扰；
44.宽中频接收机由频综模块、数字板、供电电路、若干个中频接收机单通道电路、标校功分网络和耦合功分网络组成。其中，频综模块产生混频所需的本振信号，并一分为六提供给6个单通道电路；数字板实现单通道电路内的程控衰减、通道选择控制、频率控制和频综模块的相关控制等功能；供电电路为频综模块、数字板、若干个中频接收机单通道电路、标校功分网络和耦合功分网络提供电源电压和电流；每个单通道电路对应一种功能，各单通道电路独立工作，互不干扰，各单通道电路可交叉复用，提升产品可靠性。在单通道电路中采用开关滤波的方式将宽带中频信号分成四段，每段对应一个工作模式，四种模式信号可自由切换且最大信号瞬时带宽高达2.5ghz，每种工作模式均有6个通道，可实现了多模式
多功能分时工作；标校功分网络采用微带一分六的功分网络方式将输入定标信号分成六路，分别耦合进入六路单通道电路；耦合功分网络采用微带一分六的功分网络方式将六路单通道电路的校准输出信号耦合合成后再输出。
45.综上所述，由于采用了上述技术特征，本实用新型的有益效果是：
46.中频接收机单通道电路具有中频带宽可选的功能，可实现多通道复用，降低通道故障对系统性能的影响，可实现多种模式切换应用，每种模式对应不同的应用场合和系统功能；单通道电路具备前端限幅、通道闭塞功能、mgc、增益捷变及接收信号放大、变频、滤波等功能，可有效降低各类干扰；各个单通道电路之间独立工作，互不干扰，各单通道电路可交叉复用，降低产品故障率，提高产品可靠性。
47.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
48.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
49.图1是本实用新型一个实施例的一种中频接收机单通道电路的单元结构示意图；
50.图2是本实用新型一个实施例的一种中频接收机单通道电路的原理框图；
51.图3是本实用新型一个实施例的一种宽中频接收机的原理框图。
52.其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
53.1、中频接收机单通道电路；2、频综模块；3、标校功分网络；4、耦合功分网络；5、数字板；6、供电电路；
54.11、射频主路单元；12、本振支路单元；13、混频单元；14、中频分段单元；15、输出单元；16、标校单元；
55.111、耦合器；112、第一开关；113、限幅器；114、第一低噪声放大器；115、第一程控衰减器；116、第二低噪声放大器；117、射频带通滤波器；
56.121、倍频放大器；122、本振带通滤波器；123、第二开关；
57.131、混频器；132、低通滤波器；133、第一宽带放大器；134、均衡器；135、第二宽带放大器；136、第二程控衰减器；137、温度补偿衰减器；
58.141、第一多支路开关；142、第二多支路开关；143、分段滤波器；
59.151、第三宽带放大器；152、输出切换开关；153、第四开关；
60.161、第三开关。
具体实施方式
61.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
62.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
63.下面参照图1至图3来描述根据本实用新型一些实施例提供的一种中频接收机单通道电路和宽中频接收机。
64.本技术的一些实施例提供了一种中频接收机单通道电路1。
65.如图1至图3所示，本实用新型第一个实施例提出了一种中频接收机单通道电路1，包括：
66.射频主路单元11:输入端接入射频信号；
67.本振支路单元12：输入端接入本振信号；
68.混频单元13：输入端分别与射频主路单元11的输出端和本振支路单元12的输出端相连，用于将射频主路单元11的输出信号和本振支路单元12的输出信号混频得到宽带中频信号；
69.中频分段单元14，输入端与混频单元13的输出端相连，用于将混频单元13输出的宽带中频信号分成至少两种模式的中频瞬时带宽信号；
70.输出单元15，输入端与中频分段单元14的输出端相连，用于输出中频信号和校准输出信号。
71.本实施例提出的一种中频接收机单通道电路1，通过中频分段单元14将宽中频信号经开关滤波将中频带宽分成至少两段，可以为两段或四段等，分为四段时，对应分成四种模式的中频瞬时带宽信号，每段中频带宽对应一个工作模式，即可通过开关控制使中频接收机单通道电路1输出不同带宽的中频瞬时带宽信号，以使中频接收机实现多模式、多功能。
72.本实用新型第二个实施例提出了一种中频接收机单通道电路1，且在第一个实施例的基础上，如图1至图3所示，所述射频主路单元11包括依次连接的耦合器111、第一开关112、限幅器113、第一低噪声放大器114、第一程控衰减器115、第二低噪声放大器116和射频带通滤波器117；
73.所述耦合器111的输入端接入射频信号，所述射频带通滤波器117的输出端与混频单元13的输入端相连。
74.在该实施例中，从天线接收的ku频段最大带宽2500mhz的射频信号输入至耦合器111中，耦合器111的输出端与第一开关112的一端相连，第一开关112的另一端与限幅器113的输入端相连，限幅器113的输出端与第一低噪声放大器114的输入端相连，第一低噪声放大器114的输出端与第一程控衰减器115的输入端相连，第一程控衰减器115的输出端与第二低噪声放大器116的输入端相连，第二低噪声放大器116的输出端与射频带通滤波器117的输入端相连，射频带通滤波器117的输出端与混频器131的输入端相连。
75.本实用新型第三个实施例提出了一种中频接收机单通道电路1，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述本振支路单元12包括依次连接的倍频放大器121、本振带通滤波器122和第二开关123；
76.所述倍频放大器121的输入端接入本振信号，所述第二开关123的一端与本振带通滤波器122相连，另一端与混频单元13的输入端相连。
77.在该实施例中，所述倍频放大器121的输出端与本振带通滤波器122的输入端相连，所述本振带通滤波器122的输出端与第二开关123的一端相连，第二开关123的另一端与混频器131相连；
78.通过射频主路单元11和本振支路单元12上的两级开关，即第一开关112和第二开关123，可以实现高达80db的通道闭塞度，射频整个单通道电路线性增益55db，噪声系数小于6db。
79.本实用新型第四个实施例提出了一种中频接收机单通道电路1，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述混频单元13包括依次连接的混频器131、低通滤波器132、第一宽带放大器133、均衡器134、第二宽带放大器135、第二程控衰减器136和温度补偿衰减器137；
80.所述混频器131的输入端分别与本振支路单元12的输出端和射频主路单元11的输出端相连，所述温度补偿衰减器137的输出端与中频分段单元14的输入端相连。
81.在该实施例中，混频器131的输出端与低通滤波器132的输入端相连，低通滤波器132的输出端与第一宽带放大器133的输入端相连，第一宽带放大器133的输出端与均衡器134的输入端相连，均衡器134的输出端与第二宽带放大器135的输入端相连，第二宽带放大器135的输出端与第二程控衰减器136的输入端相连，第二程控衰减器136的输出端与温度补偿衰减器137的输入端相连，温度补偿衰减器137的输出端与第一多支路开关141相连；
82.采用宽带中频均衡技术和宽带中频增益匹配技术对宽带中频信号进行处理。
83.本实用新型第五个实施例提出了一种中频接收机单通道电路1，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述中频分段单元14包括第一多支路开关141、第二多支路开关142和若干个分段滤波器143，所述第一多支路开关141和第二多支路开关142分别包括至少两个控制支路，所述第一多支路开关141的若干控制支路与第二多支路开关142的若干控制支路一一对应连接，相连的控制支路上设有分段滤波器143；
84.所述第一多支路开关141的输入端与混频单元13的输出端相连，所述第二多支路开关142的输出端与输出单元15的输入端相连。
85.在该实施例中，所述第一多支路开关141和第二多支路开关142可选用一分多开关，如一分四开关，一分四开关包含一路输入、四路输出，四路输出即为控制支路，两个一分四开关的四路控制支路一一对应连接，相连的控制支路为一组，每组控制支路之间连接有分段滤波器143，且各分段滤波器143的滤波范围不同，通过控制开关选择接通其中一组控制支路对宽带中频信号进行滤波，分别接通不同组控制支路就可以输出不同带宽的中频瞬时带宽信号，从而实现多模式、多功能。
86.本实用新型第六个实施例提出了一种中频接收机单通道电路1，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，所述输出单元15包括第三宽带放大器151和输出切换开关152，所述第三宽带放大器151的输入端与中频分段单元14的输出端相连，所述输出切换开关152的一端与第三宽带放大器151的输出端相连，另一端与校准输出信号线路或中频输出信号线路相连。
87.在该实施例中，第三宽带放大器151的输入端与第二多支路开关142的输出端相连，输出切换开关152包括两个输出端，通过输出切换开关152将信号分两路输出，一路校准输出信号经校准输出信号线路输出，一路中频输出信号经中频信号输出线路输出；
88.校准输出信号线路上还设有第四开关153，第四开关153的一端与输出切换开关152的输出端相连，用于控制校准输出信号线路的启闭。
89.本实用新型第七个实施例提出了一种中频接收机单通道电路1，且在上述任一实
施例的基础上，如图1至图3所示，还包括标校单元16，所述标校单元16包括第三开关161，所述第三开关161的一端接入定标信号，另一端与射频主路单元11的输入端相连。
90.在该实施例中，第三开关161的一端与标校功分网络3相连，另一端与射频主路单元11中的耦合器111相连。
91.由图2可知，从天线接收的ku频段最大带宽2500mhz的射频信号，依次经过耦合器111、第一开关112、限幅器113、第一低噪声放大器114、第一程控衰减器115、第二低噪声放大器116、射频带通滤波器117后与经过倍频放大后的本振信号混频得到宽带中频信号；将该中频信号依次经过低通滤波器132、第一宽带放大器133、均衡器134、第二宽带放大其、第二程控衰减器136和温度补偿衰减器137后经开关滤波分成四种模式的中频瞬时带宽信号，最大带宽可达2.5ghz且四种模式信号间可自由切换；最后依次经过第三宽带放大器151和输出切换开关152后分两路输出，一路为中频信号，另一路为校准输出信号，本实施例提出的中频接收机单通道电路1同时具备标校单元16，可实现电路功能检测及校准；通过射频主路和本振支路上的两级开关可实现高达80db的通道闭塞度；射频整个单通道电路线性增益55db，噪声系数小于6db。
92.本技术的一些实施例提供了一种宽中频接收机。
93.本实用新型第八个实施例提出了一种宽中频接收机，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，包括至少两个如上述实施例中所述的一种中频接收机单通道电路1。
94.本实用新型提出的一种宽中频接收机，设置多个中频接收机单通道电路1，如在每种工作模式下设置6个中频接收机单通道电路1，也可设置4个、5个、8个等；每种工作模式与中频接收机单通道电路1分隔的每段中频带宽相对应，将中频带宽分为四段时，宽中频接收机就有四种工作模式。
95.具体的，以下实施例以如下系统指标要求为例：
96.中心频率：f0；
97.中频瞬时信号带宽：2500mhz(模式1)，1200mhz(模式2),250mhz(模式3)，60mhz(模式4)；
98.通道隔离度：≥50dbc；
99.接收增益：55
±
2db；
100.动态范围：≥65db；
101.单通道电路数：6个。
102.本实用新型第九个实施例提出了一种宽中频接收机，且在上述任一实施例的基础上，如图1至图3所示，还包括：
103.频综模块2：分别与任一中频接收机单通道电路1中的本振支路单元12的输入端相连，用于产生混频所需的本振信号；
104.标校功分网络3：分别与任一中频接收机单通道电路1中的标校单元16相连，用于电路功能检测及校准；
105.耦合功分网络4：分别与任一中频接收机单通道电路1中的输出单元15相连，用于接收校准输出信号并将多路校准输出信号耦合合成后再输出。
106.数字板5：分别与任一中频接收机单通道电路1和频综模块2相连，用于实现程控衰减、通道选择控制、频率控制和频综模块2控制功能；
107.供电电路6：分别与频综模块2、标校功分网络3、耦合功分网络4、数字板5以及任一中频接收机单通道电路1相连，用于提供电源电压和电流。
108.在该实施例中，通过数字板5可对中频接收机单通道电路1内的参数进行调节，供电电路6对各网络、模块或电路采用独立供电方式，相互独立，互不干扰；
109.宽中频接收机由频综模块2、数字板5、供电电路6、若干个中频接收机单通道电路1、标校功分网络3和耦合功分网络4组成。其中，频综模块2产生混频所需的本振信号，并一分为六提供给6个单通道电路；数字板5实现单通道电路内的程控衰减、通道选择控制、频率控制和频综模块2的相关控制等功能；供电电路6为频综模块2、数字板5、若干个中频接收机单通道电路1、标校功分网络3和耦合功分网络4提供电源电压和电流；每个单通道电路对应一种功能，各单通道电路独立工作，互不干扰，各单通道电路可交叉复用，提升产品可靠性。在单通道电路中采用开关滤波的方式将宽带中频信号分成四段，每段对应一个工作模式，四种模式信号可自由切换且最大信号瞬时带宽高达2.5ghz，每种工作模式均有6个通道，可实现了多模式多功能分时工作；标校功分网络3采用微带一分六的功分网络方式将输入定标信号分成六路，分别耦合进入六路单通道电路；耦合功分网络4采用微带一分六的功分网络方式将六路单通道电路的校准输出信号耦合合成后再输出。
110.在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
111.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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。