一种毫米波收发前端电路的制作方法

本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种毫米波收发前端电路。

背景技术：

随着无线通信速率的快速增长，现有的无线通信频段已无法满足超高速数据通信的需求。随着毫米波通信技术的发展，受限于光波、红外在恶劣环境下的应用以及微波频段拥挤，毫米波脱颖而出，拥有微波、红外的部分优点，使其在卫星通信、车船防撞、测距雷达、射电天文等领域有着举足轻重的地位。在毫米波系统中，毫米波收发前端对系统性能起着关键性作用，混频器作为毫米波收发前端电路中的重要组件，混频器的隔离度是混频器的一个重要指标，尤其在共用本振的多通道多接收系统中，当一个通道的信号泄露到另一个通道时，就会产生交叉干扰，若此时本振至微波信号的隔离度不好，本振功率可能从接收信号端反向辐射或从天线放射，造成对其他电设备的干扰，使电磁兼容指标达不到要求，因此，为解决上述问题，本实用新型提供一种隔离度良好、动态范围大的毫米波收发前端电路。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种隔离度良好、动态范围大的毫米波收发前端电路。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种毫米波收发前端电路其包括顺次电性连接的天线、第一射频开关、限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、增益放大器、第二射频开关和混频器，以及功率放大器、驱动放大器和本地振荡器，混频器包括顺次电性连接的第一滤波电路、变频电路、选频回路和第二滤波电路；

第二射频开关、驱动放大器、功率放大器和第一射频开关顺次电性连接，第一滤波电路与第二射频开关电性连接，变频电路与本地振荡器电性连接，第二滤波电路输出中频信号。

在以上技术方案的基础上，优选的，第一滤波电路包括电容C69-C71和变压器T2；

电容C71的两端分别与变压器T2的初级线圈的两端一一对应电性连接，变压器T2的次级线圈的两端分别与电容C69的一端和电容C70的一端一一对应电性连接，电容C69的另一端和电容C70的另一端分别与变频电路电性连接。

进一步优选的，变频电路包括电容C63，电容C64，电阻R24-26和三极管Q4；

电容C64的一端分别与三极管Q4的基极、电阻R25的一端和电阻R26的一端电性连接，电容C64的另一端与本地振荡器电性连接，电阻R26的另一端接地，电阻R25的另一端与电源电性连接，三极管Q4的发射极通过并联的电阻R24和电容C63接地，三极管Q4的集电极与选频回路电性连接。

进一步优选的，选频回路包括：电阻R27、电阻R28、电容C65和电容C66；

电阻R27的一端和电容C66的一端分别与三极管Q4的集电极电性连接，电阻R27的另一端和电容C65的另一端均与电阻R28的一端和电容C65的一端电性连接，电容C65的另一端接地，电阻R28的另一端与电源电性连接。

进一步优选的，第二滤波电路包括电容C67、电容C68和变压器T1；

变压器T1的初级线圈的两端分别与电容C66的两端一一对应电性连接，变压器T1的次级线圈的一端通过电容C68与电容C67的一端电性连接，变压器T1的次级线圈的另一端与电容C67的另一端电性连接。

更进一步优选的，本地振荡器包括电容C58-C62，电阻R21-R23，电感L33-L34和三极管Q3；

电容C58的一端接地，电容C58的另一端分别与电阻R21的一端、电阻R22的一端和三极管Q3的基极电性连接，电阻R21的另一端与电源电性连接，电阻R22的另一端接地，三极管Q3的集电极通过电感L33与电源电性连接，三极管Q3的发射极通过电阻R23接地，电容C59的一端和电容C61的一端分别与三极管Q3的集电极电性连接，电容C59的另一端分别与电容C60的一端和三极管Q3的发射极电性连接，电容C60的另一端接地，电容C61的另一端分别与电容C62的一端和电感L34的一端电性连接，电容C62的另一端和电感L34的另一端接地。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括射频开关驱动电路；

射频开关驱动电路分别与第一射频开关和第二射频开关电性连接。

本实用新型的一种毫米波收发前端电路相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置混频器包括第一滤波电路和第二滤波电路，在接收时，第一滤波电路滤除调幅输入信号中的干扰信号，提高混频器的隔离度，第二滤波电路滤除变频电路中输出的中频信号中夹杂的高频信号、本振信号的失真以及电路的非线性引起的谐波信号，得到波形更良好的中频信号；在发射时，第二滤波电路滤除载波信号中的无用信号，提高混频器的隔离度，第一滤波电路滤除中频信号中夹杂的高频信号和谐波信号；

(2)通过设置选频回路，可以提高混频器中选频网络的选择性，减少进入混频器的外来干扰，并排除阶数较低的干扰；

(3)通过在变频电路中设置三极管，在进行变频的同时，还可以进行放大，扩大了混频器的动态范围；

(4)整个混频器的隔离度良好，动态范围大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型一种毫米波收发前端电路的结构图；

图2为本实用新型一种毫米波收发前端电路中混频器的结构图；

图3为本实用新型一种毫米波收发前端电路中混频器的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种毫米波收发前端电路，其包括顺次电性连接的天线、第一射频开关、限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、增益放大器、第二射频开关和混频器，与第一射频开关和第二射频开关电性连接的射频开关驱动电路，以及功率放大器、驱动放大器和本地振荡器。

在本实施例中，毫米波的接收前端支路为：顺次电性练级的天线、第一射频开关、限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、增益放大器、第二射频开关和混频器；其中，限幅器起保护作用；低噪声放大器输入信号进行放大，数控衰减器对其幅度进行控制，增益放大器进行二次放大，混频器将本振电路提供的本振信号与调幅信号进行混频，下变频到中频。其中，天线、第一射频开关、限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、增益放大器、第二射频开关为现有技术，在此不再累述。毫米波的发射前端支路为：顺次电性连接的混频器、第二射频开关、驱动放大器、功率放大器、第一射频开关和天线；其中，驱动放大器、功率放大器均起功率放大的作用。在本实施例中，混频器、第二射频开关、驱动放大器、功率放大器、第一射频开关和天线均为现有技术，在此不再累述。射频开关驱动电路驱动第一射频开关和第二射频开关选择收发通道，在本实施例中，射频开关驱动电路为现有技术，在此不再累述。

混频器，实现频谱搬移。在本实施例中，如图2所示，混频器包括顺次电性连接的第一滤波电路、变频电路、选频回路和第二滤波电路。

其中，第一滤波电路，滤除调幅输入信号中的干扰信号，提高混频器的隔离度。在本实施例中，如图3所示，第一滤波电路包括电容C69-C71和变压器T2；电容C71的两端分别与变压器T2的初级线圈的两端一一对应电性连接，变压器T2的次级线圈的两端分别与电容C69的一端和电容C70的一端一一对应电性连接，电容C69的另一端和电容C70的另一端分别与变频电路电性连接。其中变压器T2、电容C69和电容C70组成LC滤波电路，电容C71为输入信号耦合电容。

变频电路，将调幅输入信号和本振信号进行混频，下变频到固定中频或者基带信号。在本实施例中，如图3所示，变频电路包括电容C63，电容C64，电阻R24-26和三极管Q4；具体的，电容C64的一端分别与三极管Q4的基极、电阻R25的一端和电阻R26的一端电性连接，电容C64的另一端与本地振荡器电性连接，电阻R26的另一端接地，电阻R25的另一端与电源电性连接，三极管Q4的发射极通过并联的电阻R24和电容C63接地，三极管Q4的集电极与选频回路电性连接。其中，电阻R25和电阻R26为基极偏置电阻，用来给三极管Q4确定一个合适的静态工作点；电容C64为输入信号耦合电容；电阻R24三极管Q4发射极的限流电阻，为用来限制射极电流；电容C63为旁路电容。

选频回路，当输出频率固定后，在一个频段内的干扰点就确定了，通过选频回路选择合理的中频频率，可大大减少组合频率干扰的点数，并排除阶数较低的干扰。在本实施例中，如图3所示，选频回路包括：电阻R27、电阻R28、电容C65和电容C66；具体的，电阻R27的一端和电容C66的一端分别与三极管Q4的集电极电性连接，电阻R27的另一端和电容C65的另一端均与电阻R28的一端和电容C65的一端电性连接，电容C65的另一端接地，电阻R28的另一端与电源电性连接。其中，电阻R28和电容C65起滤波作用。

第二滤波电路，滤除变频电路中输出的中频信号中夹杂的高频信号、本振信号的失真以及电路的非线性引起的谐波信号，得到波形更良好的中频信号。在本实施例中，如图3所示，第二滤波电路包括电容C67、电容C68和变压器T1；具体的，变压器T1的初级线圈的两端分别与电容C66的两端一一对应电性连接，变压器T1的次级线圈的一端通过电容C68与电容C67的一端电性连接，变压器T1的次级线圈的另一端与电容C67的另一端电性连接。变压器T1、电容C68和电容C67组成LC滤波电路。

本地振荡器，产生一个和调幅信号相乘的高频信号，通过信号相乘以得到新的频率。如图3所示，本地振荡器包括电容C58-C62，电阻R21-R23，电感L33-L34和三极管Q3；具体的，电容C58的一端接地，电容C58的另一端分别与电阻R21的一端、电阻R22的一端和三极管Q3的基极电性连接，电阻R21的另一端与电源电性连接，电阻R22的另一端接地，三极管Q3的集电极通过电感L33与电源电性连接，三极管Q3的发射极通过电阻R23接地，电容C59的一端和电容C61的一端分别与三极管Q3的集电极电性连接，电容C59的另一端分别与电容C60的一端和三极管Q3的发射极电性连接，电容C60的另一端接地，电容C61的另一端分别与电容C62的一端和电感L34的一端电性连接，电容C62的另一端和电感L34的另一端接地。其中，电容C58为基极耦合电容；电阻R23用来限制射极电流；电阻R1和电阻R2为基极偏置电阻，用来给三极管确定一个合适的静态工作点；L33为高频扼流圈，防止突变对三极管的损害；电容C61为固定值电容器，电容C62为可变电容器，本地振荡器振荡的频率是靠调节C62来改变。

在本实施例中，毫米波的接收前端支路为：顺次电性练级的天线、第一射频开关、限幅器、低噪声放大器、数控衰减器、增益放大器、第二射频开关和混频器；其接收支路的工作流程为：毫米波信号由外部收发天线接收后经过第一射频开关切换后进入接收支路，然后经过限幅器保护，低噪声放大器放大，数控衰减器对其幅度进行控制，然后经过增益放大器放大，再经过第二开关后经过混频器的第一滤波电路滤除调幅输入信号中的干扰信号，在变频电路中与本振电路提供的本振信号进行混频，下变频到中频，经选频回路选出合理的中频频率，再经过第二滤波电路滤除中频信号中夹杂的高频信号、本振信号的失真以及电路的非线性引起的谐波信号，然后输出波形良好的中频信号，再进入后级信号处理系统对其进行处理；

毫米波的发射前端支路为：顺次电性连接的混频器、第二射频开关、驱动放大器、功率放大器、第一射频开关和天线；其发射支路的工作流程为：由后级信号处理系统产生的毫米波信号经过第二滤波电路滤除发射信号中的干扰信号，再经过变频电路将毫米波信号和本振信号进行变频，然后经第二滤波电路滤除中频信号中夹杂的高频信号、本振信号的失真以及电路的非线性引起的谐波信号，然后经过第二射频开关切换进入发射支路，然后经过驱动放大器，功率放大器放大后，经过第一射频开关切换后进入外部收发天线发射出去。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。