一种C波段射频前级的制作方法

本实用新型涉及通信领域,尤其是一种c波段射频前级。

背景技术：

电磁波是由同相切互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。由同相振荡且互相垂直的电场和磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。电磁波在真空中的传播速率固定，速度为光速。

频率是电磁波的重要特性。按照频率的顺序把电磁波摆列起来，就是电磁波谱。将电磁波按照不同的频段分类，可分为l波段、s波段、c波段、x波段、ku波段、k波段、ka波段等。

c波段，是一个综合性能比较好的电磁波频段，是指频率范围在4ghz-8ghz的无线电波频段。其上行频率范围为5.925-6.425ghz之间，下行频率范围则为3.7-4.2ghz，即上下行带宽各为500mhz，通常称为4ghz卫星广播。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种c波段射频前级,包括功分器、处理器、衰减器模块、放大器、模拟开关模快、单刀双掷开关模块、负压开关模块、单刀单掷开关、滤波器模块、耦合器、检波器模块、电源模块、比较器、隔离器、环形器、限幅器；所述的滤波器模块与所述的功分器连接；所述的功分器与所述的检波器模块连接，所述的检波器模块、模拟开关模块、比较器、单刀双掷开关模块分别与所述的处理器连接；所述的功分器还与所述的衰减器模块连接；所述的负压开关模块、耦合器分别与所述的衰减器模块连接；所述的耦合器、隔离器、环形器、限幅器依次连接；所述的耦合器还与所述的检波器模块连接；所述的限幅器还与所述的单刀双掷开关模块连接；所述的环形器还与滤波器模块连接；所述的单刀单掷开关、滤波器模块分别与单刀双掷开关模块连接；所述的单刀单掷开关还与模拟开关模块连接。

优选的,所述的模拟开关模块包括模拟开关一、模拟开关二，所述的模拟开关一输入端与处理器连接，负压开关模块和单刀单掷开关分别与模拟开关一输出端分别连接；所述的处理器、比较器分别与模拟开关二的输入端连接。

优选的,所述的检波器模块包括检波器一、检波器二；所述的检波器一的输入端连接功分器输出端分别连接模拟开关一的输入端和处理器；所述的比较器、处理器分别与检波器二的输出端连接，检波器二的输入端与耦合器连接。

优选的,所述的衰减器模块包括温补衰减器一、温补衰减器二、可调衰减器、温补衰减器三；所述的温补衰减器一的输入端与功分器连接；所述的温补衰减器一、温补衰减器二、可调衰减器、温补衰减器三依次连接；所述的可调衰减器还与模拟开关二的输出端连接；温补衰减器三的输出端与耦合器连接。

优选的,所述的单刀双掷开关模块包括单刀双掷开关一、单刀双掷开关二；单刀双掷开关一的输入端、单刀双掷开关二的输入端分别与处理器连接；单刀双掷开关一的动端与限幅器连接，单刀双掷开关一的不动端二外接功率放大器的输出端连接，单刀双掷开关一的不动端一与单刀双掷开关二的不动端一连接，单刀双掷开关二的不动端二与外接功率放大器的输入端连接；所述的单刀单掷开关的输出端与单刀双掷开关一的不动端一连接。

优选的,所述的滤波器模块包括滤波器一、滤波器二、滤波器三；滤波器一的输入端连接输入信号，滤波器一的输出端与功分器连接；滤波器二的输入端与环形器连接，滤波器二的输出端输出信号；滤波器三的输入端与单刀双掷开关二的不动端连接，滤波器三的输出端输出信号。

本实用新型的有益效果是：本实用新型1、使用频率范围更高，可用于的技术领域更宽；2、自身的体积并不大，更加方便携带；3、能调节输出功率的大小，而且操作简单，能满足我们的不同功率需求。

附图说明

图1为一种c波段射频前级原理示意图；

图2为电源模块原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，c波段射频前级信号部分主要由功分器、单片机、可调衰减器、放大器、开关、滤波器、耦合器和检波器组成。

c波段射频前级有两条信号通路，一条为发射通路，一条为接收通路，两条通路有一部分是相通的，即发射通路的输出端口也为接收通路的输入端口。但两条通路是相互独立工作的，由单片机控制工作状态。

当c波段射频前级工作在发射状态时，外部提供的输入信号先进行滤波处理，减小环境中的杂波信号的干扰，滤波器型号为bfcn-4800,是一款mini公司出产的贴片式带通滤波器，其特点为体积小，使用方便，常被用与各种滤波电路。

滤波处理后的信号使用功分器变成两路信号，一路经检波器检测后给单片机上报，记录输入信号大小，另一路继续由信号通路进行后续放大处理。功分器型号为gp2x1+,这是是一款mini公司生产的小型化、使用简单的贴片式功分器。

为满足对增益与功率的指标要求，信号通路采用了四级放大器，分别为两个emm5077放大器、一个tga2576放大器和一个cn4450p100v28功率管。经过功分器的小信号线由emm5077进行第一级的放大，提高信号的增益，之后在经过一个emm5077继续放大增益，两次放大后的增益依旧达不到要求，就需要使用tga2576放大器进行第三级放大，此时信号的增益差不多块满足要求，可是功率达不到，就需要使用cn4450p100v28功率管进行最后的功率放大。四级放大处理后的信号，增益与功率都能满足指标要求。

为了增加输出功率可调性，还添加了一个可控衰减芯片，型号为rfsa2033,这是一款可调固定衰减器，可以通过控制不同引脚的供电来选择所需衰减量，其分为0.25、0.5、1、2、4、8、16七个衰减量级，通过不同组合可以满足0-32db以内数值的衰减。同时考虑到在高温或者低温环境下，功率管的性能会有所改变，在电路中添加了几个温补衰减器tca0603n9,保证信号在不同环境下的相对稳定。

放大后的信号经过耦合器bdch-20-63+继续输出，耦合器在不影响主信号大小的情况下耦合出一路信号，耦合信号经过检波器检波后给单片机上报，记录输出信号的大小，也可以对耦合信号进行其他操作。

考虑到对谐波杂散的要求，在耦合器后面再添加一隔离器、环形器和滤波器。隔离器型号为wg1626d,环形器型号为wh1822d。隔离器和环形器都充当开关作用，保证信号通路的单向进行，不会出现信号回流毁坏器件等问题，滤波器则主要进行滤波操作，保证输出信号的干净，降低谐波与杂散。

当c波段射频前级工作在接收状态时，由天线口输入的信号先经过滤波器滤波，在通过环形器到达接收通路。由于不确定输入信号的幅度大小，所以先添加一个限幅器tgl2205-sm,限幅器能不满足要求的限号过滤掉，留下满足要求的信号。

接收通路实际上也是一路放大器，只是比发射通路的功率小得多。接收通路只有两级放大，分别为pma3-83lnw+放大器及gva-123+放大器，两个放大器依次连接，对信号进行放大处理。

开关芯片sky13330为单刀双掷开关，可以通过软件控制选择开启不同通路。为了方便检测接收通路是否正常，通过开关切换外置功放，比较内置功放与外置功放，即可判断接收通路是否正常。

所有的控制操作是由单片机stm32f103ret6完成，单片机充当一个中枢，与各个部分都有连接，完成信息交换与处理工作。stm32f103ret6是一款基于arm的高密度性能的32位mcu，具有256至512kbflzsh，usb，can功能，有11个定时器功能，3个adc功能和13个通信接口。其功能十分强大，运用得好可以完成很多操作，我们也只是使用了其中的一部分功能，主要使用串口通信和ad/da的采集与输出。单片机与我们可控制的上位机通过通信芯片rs485连接。我们直接通过上位机给单片机发出控制指令，单片机针对不同的指令控制与之对应的部分做出相应地操作，即达到我们的想要的目的。

本实用新型还包括电源模块，电源模块原理示意图如图2所示，电源部分主要是各电压的转化，针对不同的功率管及芯片提供不同的电压，保证各部分都正常工作。

整个模块的外部供电为24-32v，有一定的波动范围，并不是一个固定的值，所以必须要对输入电压进行升降压处理。电源芯片为lt8390,通过电路设计能保证输出为24v的稳定电压，保证功率管的稳定供电。大部分芯片是+5v供电，如温度传感器、运放等，使用tps54560将输入电压转化成5v,tps54560的最大输入电压为60v,单片机stm32f103ret6则需要+3.3v供电，这也需要独立产生一路电压。me6209a33m3g是一款低压差线性稳压芯片，允许的最大输入电压为+16v，当输出电压为+3.3v时的最大电流有250ma，它能够保证单片机的正常使用；最后由于使用的功率管是负压管，还需要一个负压作为开启电压，保证功率管的正常运行，因此还需要产生一路负压。lt1931is5是一款dc/dc直流稳压芯片，其最大输入电压位为+16v，输出电压为-5v，此时的电流有350ma，输出后可使用分压电路，调节出我们所需要的功放管开启电压，使功放管工作在最佳状态。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。