一种模块化微波信号源系统的制作方法

1.本发明实施例涉及射频电路技术领域，尤其涉及一种模块化微波信号源系统。


背景技术：

2.对比市场pxie总线模块化微波信号源产品，在矢量信号发生功能的系统设计上，普遍采用内部外部调制模式下均采用iq(in-phase,quadrature，同相正交)调制器生成的方式，其电路架构简单，但其缺点也十分明显：首先，工作频率达到44ghz的iq调制器产品缺乏，其次，iq调制方式需对不同中心频率下的基带幅度不平衡、基带相位不平衡以及载波泄露进行校准，模块化微波信号源工作带宽越宽，其校准复杂度约高，因环境因素导致的不确定性也越高。


技术实现要素：

3.鉴于此，为解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种模块化微波信号源系统，实现模块化微波信号源功能。
4.其中，本发明实施例的一种模块化微波信号源系统，所述模块化微波信号源系统包括基带源模块、上变频模块、本振源模块、扩频模块以及开关衰减模块；
5.所述基带源模块，接收外部触发信号，且将所述外部触发信号转换成内部携带调制信息的中频信号；
6.所述上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为预设频率的调制信号；
7.所述本振源模块，产生多通道的连续波信号，以输入所述上变频模块，驱动所述上变频模块；
8.开关衰减模块，对所述系统产生的不同频段、不同功能的信号进行信号合路，并对信号进行功率调节。
9.进一步地，所述模块化微波信号源系统还包括：
10.iq调制模块，接收外部iq调制输入参数和所述基带源模块的内部携带调制信息的中频信号，进行iq调制，以生成微波信号源可用的基带信号。
11.进一步地，所述模块化微波信号源系统还包括：
12.扩频模块，接收所述本振源模块产生的多通道的连续波信号，对所述多通道的连续波信号进行扩频处理，以产生预设频率的连续波信号，以输入所述上变频模块，驱动所述上变频模块。
13.进一步地，所述上变频模块包括：
14.6ghz上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为6ghz的调制信号；
15.20ghz上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为20ghz的调制信号；
16.44ghz上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为44ghz的调制信号。
17.进一步地，所述本振源模块为20ghz本振模块，产生多通道的100mhz～20ghz连续波信号。
18.进一步地，所述扩频模块为40ghz扩频模块。
19.进一步地，所述系统包括第一调制信号和第二调制信号，
20.所述第一调制信号为所述基带源模块高速dac生成的内部携带调制信息的中频信号；
21.所述第二调制信号为所述iq调制模块基于外部输入基带信号生成的内部携带调制信息的中频信号。
22.进一步地，所述iq调制模块生成所述所述第二调制信号时，iq调制模块的内部fpga采用与所述基带源模块相同的矢量调制信号生成ip核。
23.进一步地，所述iq调制模块产生的所述第二调制信号中的中心频率对所述系统进行校准。
24.进一步地，所述系统利用所述基带源模块中的高速dac芯片和所述iq调制模块中的iq调制器芯片协同完成模块化微波信号源外部调制功能。
25.本发明实施例提供的技术方案，一方面，实现宽带模块化微波信号源外部调制的功能，另一方面，降低宽带模块化微波信号源校准复杂程度，此外，提升外调制模式下输出基带、射频信号质量和稳定性。整体而言，由于器件以及软件复杂度等限制，使用一种高度dac和iq调制器相结合的方式实现模块化微波信号源外部调制功能，可以实现超宽带模块化微波信号源的系统设计，也降低了系统校准软件的复杂度，同时提升了输出基带、射频调制信号质量。
附图说明
26.图1为本发明中模块化微波信号源系统总体原理示意图；
27.图2为本发明中iq调制模块总体原理示意图；
28.图3为本发明中iq调制模块结构示意图。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
30.本发明实施例的一种模块化微波信号源系统，可以包括基带源模块、上变频模块、本振源模块、扩频模块以及开关衰减模块；其中，基带源模块，接收外部触发信号，且将所述外部触发信号转换成内部携带调制信息的中频信号；上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为预设频率的调制信号；本振源模块，产生多通道的连续波信号，以输入所述上变频模块，驱动所述上变频模块；开关衰减模块，对所述系统产生的不同频段、不同功能的信号进行信
号合路，并对信号进行功率调节。
31.进一步地，所述模块化微波信号源系统还包括：iq调制模块，接收外部iq调制输入参数和所述基带源模块的内部携带调制信息的中频信号，进行iq调制，以生成微波信号源可用的基带信号。
32.进一步地，所述模块化微波信号源系统还包括：扩频模块，接收所述本振源模块产生的多通道的连续波信号，对所述多通道的连续波信号进行扩频处理，以产生预设频率的连续波信号，以输入所述上变频模块，驱动所述上变频模块。
33.进一步地，所述上变频模块包括：6ghz上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为6ghz的调制信号；20ghz上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为20ghz的调制信号；44ghz上变频模块，接收所述内部携带调制信息的中频信号，对所述内部携带调制信息的中频信号进行上变频，以生成最大载波频率为44ghz的调制信号。
34.进一步地，所述本振源模块为20ghz本振模块，产生多通道的100mhz～20ghz连续波信号。
35.进一步地，所述扩频模块为40ghz扩频模块。
36.进一步地，其特征在于，所述系统包括第一调制信号和第二调制信号，
37.所述第一调制信号为所述基带源模块高速dac生成的内部携带调制信息的中频信号；所述第二调制信号为所述iq调制模块基于外部输入基带信号生成的内部携带调制信息的中频信号。
38.进一步地，所述iq调制模块生成所述所述第二调制信号时，iq调制模块的内部fpga采用与所述基带源模块相同的矢量调制信号生成ip核。
39.进一步地，所述iq调制模块产生的所述第二调制信号中的中心频率对所述系统进行校准。
40.进一步地，所述系统利用所述基带源模块中的高速dac芯片和所述iq调制模块中的iq调制器芯片协同完成模块化微波信号源外部调制功能。
41.下面结合附图以具体实施例对本发明提供的模块化微波信号源系统做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
42.图1为本发明中模块化微波信号源系统总体原理示意图。如图1所示，本发明模块化微波信号源系统的工作流程例如可以为：
43.时钟源模块提供系统外部时钟输入输出功能，并为本振模块、基带源模块、iq调制模块、变频模块及本振模块提供100mhz参考时钟信号；
44.基带源模块，产生最高至3.5ghz的中频信号，分别送入6ghz上变频模块、20ghz上变频模块和44ghz上变频模块进行上变频实现最高44ghz的调制信号输出功能；
45.本振模块，产生4通道本振信号，其中三路分别送入三个变频模块，为变频模块提供本振信号，一路送入40ghz倍频模块完成最高至40ghz的连续波信号输出，最终4通道信号统一进入开关衰减模块，实现通道合路和大动态范围功率调节后输出。
46.图2为本发明中iq调制模块总体原理示意图。如图2所示，iq调制模块分为基带载板以及射频子板，基带载板完成pxie总线控制、高速dac差分信号生成、外部调制信号调理
等功能，射频子板完成iq调制、中频功率调节、中频信号滤波等功能，其中，基带载板中的fpga单元完成pxie总线接口数据交互、高速dac芯片控制以及调理电路偏置电压调节控制等功能，高速dac单元完成外部输出基带信号的生成以及高精度偏置电压生成，调理单元完成对外部电平匹配以及偏置电压的添加；射频子板中iq调制器完成对基带信号到3.5ghz、2.5ghz中频信号的生成，放大器衰减器组合实现中频信号功率调节，ltcc滤波器组完成对中频信号杂散及谐波信号的抑制。
47.图3为本发明中iq调制模块结构示意图。如图3所示，iq调制模块整体符合pxi 3u模块设计标准，占用体积为1槽位。前面板中信号接口较多，为了保证牢固性以及布局的合理性，采用多种连接器相结合的方式进行设计。基带载板上安装射频子板，射频子板采用一体化结构设计，面板端中频信号输出采用sma-k连接器，外部中频信号输出采用smp-j螺纹安装连接器；模块端时钟输入、基带信号输入等5个端口采用smp-j pcb水平安装式连接器，便于和基带载板中相应接口连接，基带载板面板端时钟输入、基带信号输入输出等9个接口采用小体积可层叠的mmcx连接器设计；模块端与射频子板连接的时钟输出、基带信号输出等5个端口采用smp-j pcb垂直表贴安装式连接器。
48.在本实施例中，系统的主要关键指标包括：频率范围、误差向量幅度、外部调制电平等。其中频率范围由变频模块工作频率互相拼接保证；误差向量幅度依靠基带源模块高速dac和iq调制模块iq调制器保证；外部调制电平依靠iq调制模块前端调理电路进行保证。因此，本发明实现了超宽带模块化微波信号源的系统设计。
49.综上，本发明实施例提供的技术方案，一方面，实现宽带模块化微波信号源外部调制的功能，另一方面，降低宽带模块化微波信号源校准复杂程度，三提升外调制模式下输出基带、射频信号质量和稳定性。整体而言，由于器件以及软件复杂度等限制，使用一种高度dac和iq调制器相结合的方式实现模块化微波信号源外部调制功能，可以实现超宽带模块化微波信号源的系统设计，也降低了系统校准软件的复杂度，同时提升了输出基带、射频调制信号质量。
50.可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、数字信号处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、数字信号处理设备(dspdevice，dspd)、可编程逻辑设备(programmablelogicdevice，pld)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本技术所述功能的其它电子单元或其组合中。
51.对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
52.专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
53.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的
软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
54.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。