一种二次变频接收系统及发射系统

本公开涉及微波信号处理领域，具体涉及一种二次变频接收系统及发射系统。

背景技术：

1、现代电子系统对宽频段、高隔离度及大动态的微波混频器的要求与日俱增。例如在多功能一体化系统中，信号工作带宽非常大，甚至覆盖1-20ghz，这要求混频器能够同时在多频段良好地工作；在零中频接收机中，要求有较高的本振与射频隔离度，避免本振信号泄露引起基带信息直流偏差。虽然传统微波变频技术成熟，转换精度高，然而它的本振和射频隔离度较低且本振驱动功率较高，同时存在带宽限制和较大的插入损耗，这些问题限制了传统电学变频的应用。以接收机为例，在超外差式接收机中，通常有一次变频和多次变频两种方式。传统电学一次变频虽然电路简单，并且成本较低，但通常会引入众多的组合频率干扰，例如杂散、交调及镜像频率干扰等。多次变频可以提高镜像干扰的抑制能力，具有接收灵敏度高和选频特性好的优点，但是传统的电学多次变频具有电路复杂等问题，且仍保留较多的杂散及交调信号。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于上述问题，本公开提供了一种二次变频接收系统及发射系统，以至少部分解决目前传统电学变频无法同时处理多频段射频信号，一次变频引入的组合频率干扰多及二次变频的电路复杂等问题。

3、(二)技术方案

4、本公开一方面提供一种二次变频接收系统，包括：下变频通道，包括依次连接的第一微波变频模块、第一微波光子变频模块及中频接收调理模块；所述第一微波变频模块用于对第一射频信号进行上变频预处理，输出第一高频信号；所述第一微波光子变频模块用于对所述第一高频信号进行下变频处理，输出第一中频信号；所述中频接收调理模块用于对所述第一中频信号滤波和放大，并产生中频输出信号。

5、根据本公开的实施例，所述第一微波变频模块包括：射频接收调理电路，用于对所述第一射频信号滤波及放大，产生射频输入信号；第一频率综合器，连接第一电变频器的输入端，用于给所述第一电变频器提供第一本振信号；第一电变频器，连接所述射频接收调理电路和所述第一频率综合器，用于对所述第一本振信号和所述射频输入信号进行微波混频；第一滤波器，连接所述第一电变频器，用于对所述第一电变频器产生的信号进行滤波，并输出所述第一高频信号。

6、根据本公开的实施例，所述第一微波光子变频模块包括：第二频率综合器，连接第一合束器的输入端，用于通过所述第一合束器给第一调制器提供第二本振信号；第一合束器，连接所述第一微波变频模块和所述第二频率综合器，用于将所述第一高频信号和所述第二本振信号合束；第一连续激光源，连接第一调制器，用于产生第一光载波信号；第一调制器，连接所述第一合束器及所述第一连续激光源，用于将所述第一合束器合束的信号加载到所述第一光载波信号上，实现电光转换；第一分束器，连接所述第一调制器，用于将所述第一调制器产生的信号分为第一光调制信号和第二光调制信号；第一偏振控制器，连接第一分束器和所述第一调制器，用于向所述第一调制器反馈所述第二光调制信号，使所述第一调制器工作在预设的调制格式；第一探测器，连接所述第一分束器，用于对所述第一光调制信号拍频，产生所述第一中频信号，实现光电转换。

7、根据本公开的实施例，所述第一分束器将所述第一调制器产生的信号分为功率为99：1的第一光调制信号和第二光调制信号；其中，第一光调制信号用于第一探测器进行光外差探测；所述第二光调制信号用于调节所述第一偏振控制器的输出电压。

8、根据本公开的实施例，还包括：接收天线，与所述第一微波变频模块的输入端连接，用于接收所述第一射频信号。

9、根据本公开的实施例，所述第一探测器为太赫兹频段超宽带光电探测器。

10、本公开另一方面提供一种二次变频发射系统，包括：上变频通道，包括依次连接的中频发射调理模块、第二微波光子变频模块及第二微波变频模块；所述中频发射调理模块用于对第二中频信号滤波和放大，输出中频输入信号；所述第二微波光子变频模块用于对所述中频输入信号进行上变频预处理，输出第二高频信号；所述第二微波变频模块用于对所述第二高频信号进行下变频处理，输出第二射频信号。

11、根据本公开的实施例，所述第二微波光子变频模块包括：第三频率综合器，连接第二合束器的输入端，用于通过第二合束器给第二调制器(53)提供第三本振信号；第二合束器，连接所述中频发射调理模块和所述第三频率综合器，用于将所述中频输入信号和所述第二本振信号合束；第二连续激光源，连接第二调制器，用于产生第二光载波信号；第二调制器，连接所述第二合束器及所述第二连续激光源，用于将所述第二合束器合束的信号加载到所述第二光载波信号上，实现电光转换；第二分束器，连接所述第二调制器，用于将所述第二调制器产生的信号分为第三光调制信号和第四光调制信号；第二偏振控制器，连接所述第二分束器和所述第二调制器，用于向所述第二调制器反馈所述第四光调制信号，使所述第二调制器工作在预设的调制格式；第二探测器，连接所述第二分束器，用于对所述第三光调制信号拍频，产生所述第二高频信号，实现光电转换。

12、根据本公开的实施例，所述第二微波变频模块包括：第二滤波器，连接所述第二微波光子变频模块，用于对所述第二高频信号进行滤波；第四频率综合器，连接第二电变频器的输入端，用于给所述第二电变频器提供第四本振信号；第二电变频器，连接所述第二滤波器及所述第四频率综合器，用于对所述第四本振信号和所述第二滤波器产生的信号进行微波混频；射频发射调理电路，连接所述第二电变频器，用于对所述第二电变频器产生的信号滤波及放大，产生所述第二射频信号。

13、根据本公开的实施例，还包括：发射天线，与所述第二微波变频模块的输出端连接，用于输出所述第二射频信号。

14、(三)有益效果

15、本公开提供的二次变频接收系统及发射系统，通过将传统多次变频中的其中一次变频用微波光子变频代替，同时利用微波光子的宽带特性和微波的精细滤波处理，实现对宽带信号高性能的上下变频处理，具有杂散抑制比高、抗干扰能力强及损耗小的优势。

技术特征：

1.一种二次变频接收系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的二次变频接收系统，其特征在于，所述第一微波变频模块(1)包括：

3.根据权利要求1所述的二次变频接收系统，其特征在于，所述第一微波光子变频模块(2)包括：

4.根据权利要求3所述的二次变频接收系统，其特征在于，所述第一分束器(24)将所述第一调制器(23)产生的信号分为功率为99：1的第一光调制信号和第二光调制信号；其中，

5.根据权利要求1所述的二次变频接收系统，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求3所述的二次变频接收系统，其特征在于，所述第一探测器(26)为太赫兹频段超宽带光电探测器。

7.一种二次变频发射系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的二次变频发射系统，其特征在于，所述第二微波光子变频模块(5)包括：

9.根据权利要求7所述的二次变频发射系统，其特征在于，所述第二微波变频模块(6)包括：

10.根据权利要求7所述的二次变频发射系统，其特征在于，还包括：

技术总结
本公开提供了一种二次变频接收系统及发射系统，该接收系统包括：下变频通道，包括依次连接的第一微波变频模块(1)、第一微波光子变频模块(2)及中频接收调理模块(3)；第一微波变频模块(1)用于对第一射频信号进行上变频预处理，输出第一高频信号；第一微波光子变频模块(2)用于对第一高频信号进行下变频处理，输出第一中频信号；中频接收调理模块(3)用于对第一中频信号滤波和放大，并产生中频输出信号。本公开通过将传统多次变频中的其中一次变频用微波光子变频代替，同时利用微波光子的宽带特性和微波的精细滤波处理，实现对宽带信号高性能的上下变频处理，具有杂散抑制比高、抗干扰能力强及损耗小等优势。

技术研发人员：刘建国,王涵宇,张卫杰,赵泽平,王超权
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15