本發(fā)明涉及微波組件設(shè)計(jì)，尤其涉及一種ku波段收發(fā)上下變頻通道。

背景技術(shù)：

1、微波收發(fā)系統(tǒng)是微波通信、電子對(duì)抗、雷達(dá)等系統(tǒng)中至關(guān)重要的部件。作為收發(fā)系統(tǒng)中的核心部件，收發(fā)上下變頻通道對(duì)系統(tǒng)的性能起著關(guān)鍵性的作用。

2、收發(fā)上下變頻通道一般采用一次或兩次變頻架構(gòu)，如何提升帶外抑制特性和輸出功率為發(fā)射上變頻通道設(shè)計(jì)的重點(diǎn)；如何減小噪聲系數(shù)、提升帶外抑制特性和動(dòng)態(tài)范圍為接收下變頻通道設(shè)計(jì)的難點(diǎn)；如何提升收發(fā)上下變頻隔離度是收發(fā)上下變頻通道設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要課題。

3、收發(fā)上下變頻通道常規(guī)方法如下：

4、方法一：為簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，發(fā)射上變頻、接收下變頻采用同本振頻率、同中頻頻率設(shè)計(jì)；

5、方法二：為提升收發(fā)上下變頻通道間的隔離度，發(fā)射上變頻、接收下變頻分別設(shè)計(jì)獨(dú)立的頻率源，采用不同的收發(fā)本振頻率。

6、常規(guī)技術(shù)的不足主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

7、（一）方法一，由于發(fā)射上變頻和接收下變頻本振頻率、中頻頻率相同，中頻端、本振端、射頻端因同頻易導(dǎo)致通道間隔離度惡化，影響系統(tǒng)性能；

8、（二）方法二，上下變頻設(shè)計(jì)獨(dú)立的頻率源，針對(duì)本振頻率采用多個(gè)鎖相環(huán)乒乓調(diào)制實(shí)現(xiàn)快速捷變頻應(yīng)用場(chǎng)景，頻率源數(shù)量較多，頻率控制復(fù)雜，會(huì)成倍的增加頻率源功耗和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，具體技術(shù)方案如下。

2、一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，包括接收下變頻通道、發(fā)射上變頻通道和本振單元；所述接收下變頻通道包括一次下變頻器，接收天線輸出的接收射頻信號(hào)通過所述一次下變頻器與接收一本振信號(hào)混頻輸出的接收中頻信號(hào)，輸出至中頻信號(hào)處理單元；所述發(fā)射上變頻通道包括二次上變頻器和一次上變頻器，中頻信號(hào)處理單元產(chǎn)生的發(fā)射中頻信號(hào)通過二次上變頻器與發(fā)射二本振信號(hào)混頻輸出發(fā)射一中頻信號(hào)，發(fā)射一中頻信號(hào)經(jīng)一次上變頻器與發(fā)射一本振信號(hào)混頻輸出發(fā)射射頻信號(hào)，輸出至發(fā)射天線。

3、具體地，所述本振單元設(shè)置于接收下變頻通道和發(fā)射上變頻通道之間，包括參考時(shí)鐘、二本振單元和一本振單元，產(chǎn)生并輸出所述接收一本振信號(hào)、發(fā)射一本振信號(hào)和發(fā)射二本振信號(hào)；所述參考時(shí)鐘輸出三路時(shí)鐘信號(hào)，分別輸出至一本振鎖相環(huán)a、一本振鎖相環(huán)b和二本振鎖相環(huán)作為鎖相環(huán)參考時(shí)鐘。

4、具體地，所述二本振單元包括二本振鎖相環(huán)和二本振功分器，所述二本振鎖相環(huán)以參考時(shí)鐘輸出的時(shí)鐘信號(hào)為參考頻率，產(chǎn)生二本振信號(hào)，并經(jīng)過所述二本振功分器分為兩路，其中一路為發(fā)射二本振信號(hào)輸出至二次上變頻器，另一路輸出至一本振單元2分頻器。

5、具體地，所述一本振單元包括一本振鎖相環(huán)a、一本振鎖相環(huán)b、射頻開關(guān)、一本振功分器、2分頻器和本振混頻器；

6、所述一本振鎖相環(huán)a和一本振鎖相環(huán)b以參考時(shí)鐘輸出的時(shí)鐘信號(hào)為參考頻率分別產(chǎn)生a頻本振信號(hào)和b頻本振信號(hào)，輸出本振信號(hào)經(jīng)射頻開關(guān)乒乓調(diào)制選擇a頻本振信號(hào)或b頻本振信號(hào)作為一本振信號(hào)；

7、所述一本振信號(hào)經(jīng)一本振功分器功分為兩路，其中一路為發(fā)射一本振信號(hào)，另一路輸出至本振混頻器作為本振混頻器的本振信號(hào)；

8、所述二本振功分器輸出至一本振單元2分頻器的一路二本振信號(hào)，頻率2分頻后經(jīng)所述本振混頻器，并與本振混頻器本振信號(hào)混頻產(chǎn)生接收一本振信號(hào)，輸出至一次下變頻器。

9、具體地，所述接收射頻信號(hào)和發(fā)射射頻信號(hào)頻率范圍相同，為16ghz～17ghz，頻率步徑20mhz；所述接收中頻信號(hào)和發(fā)射中頻信號(hào)中心頻率均為140mhz；所述發(fā)射二本振信號(hào)頻率為1.92ghz，發(fā)射一中頻信號(hào)中心頻率為2.06ghz；所述發(fā)射一本振信號(hào)頻率范圍為6.97ghz～7.47ghz；接收一本振信號(hào)頻率范圍為7.93ghz～8.43ghz。

10、具體地，所述收下變頻通道工作流程包括：

11、接收天線接收后輸出接收射頻信號(hào)，輸入一次下變頻器；

12、本振單元產(chǎn)生的接收一本振信號(hào)，輸入一次下變頻器；

13、一次上變頻器集成本振信號(hào)2倍頻；

14、接收射頻信號(hào)與接收一本振信號(hào)在一次下變頻器中混頻產(chǎn)生接收中頻信號(hào)，輸出至中頻信號(hào)處理單元。

15、具體地，所述發(fā)射上變頻通道工作流程包括：

16、中頻信號(hào)處理單元產(chǎn)生的發(fā)射中頻信號(hào)輸入發(fā)射上變頻通道的二次上變頻器，在二次上變頻器中與發(fā)射二本振信號(hào)混頻產(chǎn)生發(fā)射一中頻信號(hào)，輸出至一次上變頻器；

17、一次下變頻器集成本振信號(hào)2倍頻；

18、在一次上變頻器中，發(fā)射一中頻信號(hào)與發(fā)射一本振信號(hào)混頻產(chǎn)生發(fā)射射頻信號(hào)，輸出至發(fā)射天線。

19、具體地，所述本振單元工作流程包括：

20、參考時(shí)鐘輸出3路時(shí)鐘信號(hào)，分別輸出至一本振鎖相環(huán)a、一本振鎖相環(huán)b、二本振鎖相環(huán)；

21、二本振鎖相環(huán)以時(shí)鐘信號(hào)為參考鐘，產(chǎn)生二本振信號(hào)，經(jīng)二本振功分器分為2路，一路為發(fā)射二本振信號(hào)，另一路二本振信號(hào)輸出至一本振單元2分頻器；

22、一本振單元中一本振鎖相環(huán)a、一本振鎖相環(huán)b分別產(chǎn)生a頻本振信號(hào)和b頻本振信號(hào)；

23、輸出本振信號(hào)經(jīng)射頻開關(guān)切換選擇a頻本振信號(hào)或b頻本振信號(hào)作為一本振信號(hào)，射頻開關(guān)切換實(shí)現(xiàn)頻率快速捷變；

24、一本振信號(hào)輸入一本振功分器功分為2路，一路為發(fā)射一本振信號(hào)，另一路一本振信號(hào)輸出至本振混頻器；

25、在2分頻器中，二本振信號(hào)2分頻產(chǎn)生960mhz信號(hào)，輸入本振混頻器與一本振信號(hào)上變頻產(chǎn)生接收一本振信號(hào)，輸出至一次下變頻器。

26、具體地，所述二本振鎖相環(huán)、一本振鎖相環(huán)a和一本振鎖相環(huán)b集成vco的低相噪鎖相環(huán)芯片設(shè)計(jì)。

27、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出了一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，接收下變頻通道和發(fā)射上變頻通道射頻信號(hào)和中頻信號(hào)相同，但本振頻率不同，提升了收發(fā)通道間的隔離度；一本振單元采用多個(gè)鎖相環(huán)通過開關(guān)乒乓調(diào)制實(shí)現(xiàn)了快速頻率捷變，接收下變頻通道接收一本振信號(hào)采用發(fā)射二本信號(hào)和一本振信號(hào)變頻產(chǎn)生，減少了鎖相環(huán)數(shù)量，頻率控制簡(jiǎn)潔，降低了電路復(fù)雜度和成本。

技術(shù)特征：

1.一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，包括接收下變頻通道、發(fā)射上變頻通道和本振單元；所述接收下變頻通道包括一次下變頻器，接收天線輸出的接收射頻信號(hào)通過所述一次下變頻器與接收一本振信號(hào)混頻輸出的接收中頻信號(hào)，輸出至中頻信號(hào)處理單元；所述發(fā)射上變頻通道包括二次上變頻器和一次上變頻器，中頻信號(hào)處理單元產(chǎn)生的發(fā)射中頻信號(hào)通過二次上變頻器與發(fā)射二本振信號(hào)混頻輸出發(fā)射一中頻信號(hào)，發(fā)射一中頻信號(hào)經(jīng)一次上變頻器與發(fā)射一本振信號(hào)混頻輸出發(fā)射射頻信號(hào)，輸出至發(fā)射天線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述本振單元設(shè)置于接收下變頻通道和發(fā)射上變頻通道之間，包括參考時(shí)鐘、二本振單元和一本振單元，產(chǎn)生并輸出所述接收一本振信號(hào)、發(fā)射一本振信號(hào)和發(fā)射二本振信號(hào)；所述參考時(shí)鐘輸出三路時(shí)鐘信號(hào)，分別輸出至一本振鎖相環(huán)a、一本振鎖相環(huán)b和二本振鎖相環(huán)作為鎖相環(huán)參考時(shí)鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述二本振單元包括二本振鎖相環(huán)和二本振功分器，所述二本振鎖相環(huán)以參考時(shí)鐘輸出的時(shí)鐘信號(hào)為參考頻率，產(chǎn)生二本振信號(hào)，并經(jīng)過所述二本振功分器分為兩路，其中一路為發(fā)射二本振信號(hào)輸出至二次上變頻器，另一路輸出至一本振單元2分頻器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述一本振單元包括一本振鎖相環(huán)a、一本振鎖相環(huán)b、射頻開關(guān)、一本振功分器、2分頻器和本振混頻器；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述接收射頻信號(hào)和發(fā)射射頻信號(hào)頻率范圍相同，為16ghz～17ghz，頻率步徑20mhz；所述接收中頻信號(hào)和發(fā)射中頻信號(hào)中心頻率均為140mhz；所述發(fā)射二本振信號(hào)頻率為1.92ghz，發(fā)射一中頻信號(hào)中心頻率為2.06ghz；所述發(fā)射一本振信號(hào)頻率范圍為6.97ghz～7.47ghz；接收一本振信號(hào)頻率范圍為7.93ghz～8.43ghz。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述接收下變頻通道工作流程包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述發(fā)射上變頻通道工作流程包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述本振單元工作流程包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種ku波段收發(fā)上下變頻通道，其特征在于，所述二本振鎖相環(huán)、一本振鎖相環(huán)a和一本振鎖相環(huán)b集成vco的低相噪鎖相環(huán)芯片設(shè)計(jì)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種Ku波段收發(fā)上下變頻通道，包括接收下變頻通道、發(fā)射上變頻通道和本振單元；接收下變頻通道包括一次下變頻器，接收天線輸出的接收射頻信號(hào)通過一次下變頻器與接收一本振信號(hào)混頻輸出的接收中頻信號(hào)，輸出至中頻信號(hào)處理單元；發(fā)射上變頻通道包括二次上變頻器和一次上變頻器，中頻信號(hào)處理單元產(chǎn)生的發(fā)射中頻信號(hào)通過二次上變頻器與發(fā)射二本振信號(hào)混頻輸出發(fā)射一中頻信號(hào)，發(fā)射一中頻信號(hào)經(jīng)一次上變頻器與發(fā)射一本振信號(hào)混頻輸出發(fā)射射頻信號(hào)，輸出至發(fā)射天線。本方案提升了收發(fā)通道間的隔離度，減少了鎖相環(huán)數(shù)量，頻率控制簡(jiǎn)潔，降低了電路復(fù)雜度和成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉洪利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都國星通信有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10