一种Ku波段收发上下变频通道的制作方法

本发明涉及微波组件设计，尤其涉及一种ku波段收发上下变频通道。

背景技术：

1、微波收发系统是微波通信、电子对抗、雷达等系统中至关重要的部件。作为收发系统中的核心部件，收发上下变频通道对系统的性能起着关键性的作用。

2、收发上下变频通道一般采用一次或两次变频架构，如何提升带外抑制特性和输出功率为发射上变频通道设计的重点；如何减小噪声系数、提升带外抑制特性和动态范围为接收下变频通道设计的难点；如何提升收发上下变频隔离度是收发上下变频通道设计的一项重要课题。

3、收发上下变频通道常规方法如下：

4、方法一：为简化电路设计，发射上变频、接收下变频采用同本振频率、同中频频率设计；

5、方法二：为提升收发上下变频通道间的隔离度，发射上变频、接收下变频分别设计独立的频率源，采用不同的收发本振频率。

6、常规技术的不足主要表现在两个方面：

7、（一）方法一，由于发射上变频和接收下变频本振频率、中频频率相同，中频端、本振端、射频端因同频易导致通道间隔离度恶化，影响系统性能；

8、（二）方法二，上下变频设计独立的频率源，针对本振频率采用多个锁相环乒乓调制实现快速捷变频应用场景，频率源数量较多，频率控制复杂，会成倍的增加频率源功耗和成本。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本发明提出了一种ku波段收发上下变频通道，具体技术方案如下。

2、一种ku波段收发上下变频通道，包括接收下变频通道、发射上变频通道和本振单元；所述接收下变频通道包括一次下变频器，接收天线输出的接收射频信号通过所述一次下变频器与接收一本振信号混频输出的接收中频信号，输出至中频信号处理单元；所述发射上变频通道包括二次上变频器和一次上变频器，中频信号处理单元产生的发射中频信号通过二次上变频器与发射二本振信号混频输出发射一中频信号，发射一中频信号经一次上变频器与发射一本振信号混频输出发射射频信号，输出至发射天线。

3、具体地，所述本振单元设置于接收下变频通道和发射上变频通道之间，包括参考时钟、二本振单元和一本振单元，产生并输出所述接收一本振信号、发射一本振信号和发射二本振信号；所述参考时钟输出三路时钟信号，分别输出至一本振锁相环a、一本振锁相环b和二本振锁相环作为锁相环参考时钟。

4、具体地，所述二本振单元包括二本振锁相环和二本振功分器，所述二本振锁相环以参考时钟输出的时钟信号为参考频率，产生二本振信号，并经过所述二本振功分器分为两路，其中一路为发射二本振信号输出至二次上变频器，另一路输出至一本振单元2分频器。

5、具体地，所述一本振单元包括一本振锁相环a、一本振锁相环b、射频开关、一本振功分器、2分频器和本振混频器；

6、所述一本振锁相环a和一本振锁相环b以参考时钟输出的时钟信号为参考频率分别产生a频本振信号和b频本振信号，输出本振信号经射频开关乒乓调制选择a频本振信号或b频本振信号作为一本振信号；

7、所述一本振信号经一本振功分器功分为两路，其中一路为发射一本振信号，另一路输出至本振混频器作为本振混频器的本振信号；

8、所述二本振功分器输出至一本振单元2分频器的一路二本振信号，频率2分频后经所述本振混频器，并与本振混频器本振信号混频产生接收一本振信号，输出至一次下变频器。

9、具体地，所述接收射频信号和发射射频信号频率范围相同，为16ghz～17ghz，频率步径20mhz；所述接收中频信号和发射中频信号中心频率均为140mhz；所述发射二本振信号频率为1.92ghz，发射一中频信号中心频率为2.06ghz；所述发射一本振信号频率范围为6.97ghz～7.47ghz；接收一本振信号频率范围为7.93ghz～8.43ghz。

10、具体地，所述收下变频通道工作流程包括：

11、接收天线接收后输出接收射频信号，输入一次下变频器；

12、本振单元产生的接收一本振信号，输入一次下变频器；

13、一次上变频器集成本振信号2倍频；

14、接收射频信号与接收一本振信号在一次下变频器中混频产生接收中频信号，输出至中频信号处理单元。

15、具体地，所述发射上变频通道工作流程包括：

16、中频信号处理单元产生的发射中频信号输入发射上变频通道的二次上变频器，在二次上变频器中与发射二本振信号混频产生发射一中频信号，输出至一次上变频器；

17、一次下变频器集成本振信号2倍频；

18、在一次上变频器中，发射一中频信号与发射一本振信号混频产生发射射频信号，输出至发射天线。

19、具体地，所述本振单元工作流程包括：

20、参考时钟输出3路时钟信号，分别输出至一本振锁相环a、一本振锁相环b、二本振锁相环；

21、二本振锁相环以时钟信号为参考钟，产生二本振信号，经二本振功分器分为2路，一路为发射二本振信号，另一路二本振信号输出至一本振单元2分频器；

22、一本振单元中一本振锁相环a、一本振锁相环b分别产生a频本振信号和b频本振信号；

23、输出本振信号经射频开关切换选择a频本振信号或b频本振信号作为一本振信号，射频开关切换实现频率快速捷变；

24、一本振信号输入一本振功分器功分为2路，一路为发射一本振信号，另一路一本振信号输出至本振混频器；

25、在2分频器中，二本振信号2分频产生960mhz信号，输入本振混频器与一本振信号上变频产生接收一本振信号，输出至一次下变频器。

26、具体地，所述二本振锁相环、一本振锁相环a和一本振锁相环b集成vco的低相噪锁相环芯片设计。

27、本发明的有益效果：本发明提出了一种ku波段收发上下变频通道，接收下变频通道和发射上变频通道射频信号和中频信号相同，但本振频率不同，提升了收发通道间的隔离度；一本振单元采用多个锁相环通过开关乒乓调制实现了快速频率捷变，接收下变频通道接收一本振信号采用发射二本信号和一本振信号变频产生，减少了锁相环数量，频率控制简洁，降低了电路复杂度和成本。

技术特征：

1.一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，包括接收下变频通道、发射上变频通道和本振单元；所述接收下变频通道包括一次下变频器，接收天线输出的接收射频信号通过所述一次下变频器与接收一本振信号混频输出的接收中频信号，输出至中频信号处理单元；所述发射上变频通道包括二次上变频器和一次上变频器，中频信号处理单元产生的发射中频信号通过二次上变频器与发射二本振信号混频输出发射一中频信号，发射一中频信号经一次上变频器与发射一本振信号混频输出发射射频信号，输出至发射天线。

2.根据权利要求1所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述本振单元设置于接收下变频通道和发射上变频通道之间，包括参考时钟、二本振单元和一本振单元，产生并输出所述接收一本振信号、发射一本振信号和发射二本振信号；所述参考时钟输出三路时钟信号，分别输出至一本振锁相环a、一本振锁相环b和二本振锁相环作为锁相环参考时钟。

3.根据权利要求2所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述二本振单元包括二本振锁相环和二本振功分器，所述二本振锁相环以参考时钟输出的时钟信号为参考频率，产生二本振信号，并经过所述二本振功分器分为两路，其中一路为发射二本振信号输出至二次上变频器，另一路输出至一本振单元2分频器。

4.根据权利要求3所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述一本振单元包括一本振锁相环a、一本振锁相环b、射频开关、一本振功分器、2分频器和本振混频器；

5.根据权利要求4所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述接收射频信号和发射射频信号频率范围相同，为16ghz～17ghz，频率步径20mhz；所述接收中频信号和发射中频信号中心频率均为140mhz；所述发射二本振信号频率为1.92ghz，发射一中频信号中心频率为2.06ghz；所述发射一本振信号频率范围为6.97ghz～7.47ghz；接收一本振信号频率范围为7.93ghz～8.43ghz。

6.根据权利要求5所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述接收下变频通道工作流程包括：

7.根据权利要求6所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述发射上变频通道工作流程包括：

8.根据权利要求7所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述本振单元工作流程包括：

9.根据权利要求8所述的一种ku波段收发上下变频通道，其特征在于，所述二本振锁相环、一本振锁相环a和一本振锁相环b集成vco的低相噪锁相环芯片设计。

技术总结本发明公开了一种Ku波段收发上下变频通道，包括接收下变频通道、发射上变频通道和本振单元；接收下变频通道包括一次下变频器，接收天线输出的接收射频信号通过一次下变频器与接收一本振信号混频输出的接收中频信号，输出至中频信号处理单元；发射上变频通道包括二次上变频器和一次上变频器，中频信号处理单元产生的发射中频信号通过二次上变频器与发射二本振信号混频输出发射一中频信号，发射一中频信号经一次上变频器与发射一本振信号混频输出发射射频信号，输出至发射天线。本方案提升了收发通道间的隔离度，减少了锁相环数量，频率控制简洁，降低了电路复杂度和成本。技术研发人员：刘洪利受保护的技术使用者：成都国星通信有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10