[發(fā)明專利]一種大動(dòng)態(tài)毫米波變頻組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711492448.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN108199737B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張興穩(wěn);于忠吉;桂盛;孫彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二三研究所
• 主分類號(hào): H04B1/16
• 分類號(hào): H04B1/16;H04B1/12;H04B1/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發(fā)明公開了一種大動(dòng)態(tài)毫米波變頻組件。該組件包括中頻濾波程控、毫米波混頻、本振放大、射頻放大程控濾波、電源控制部分。所述中頻濾波程控部分接收信號(hào)，并對(duì)信號(hào)放大、濾波以及程控衰減；中頻信號(hào)與經(jīng)放大后的本振信號(hào)混頻，得到射頻信號(hào)，在射頻放大程控濾波部分再次對(duì)信號(hào)放大、濾波以及程控衰減；電源控制部分對(duì)輸入電源穩(wěn)壓處理，降壓或反向至各器件工作點(diǎn)后給各器件供電，并通過FPGA將串口輸入控制信號(hào)解碼、變壓為并行的TTL信號(hào)，用于控制各數(shù)控衰減器。本發(fā)明電路利用了常用的微組裝、回流焊工藝，具有產(chǎn)品質(zhì)量可靠、設(shè)計(jì)指標(biāo)冗余大、功率控制精度高且控制范圍極廣、輸入輸出駐波比低等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波毫米波變頻技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種大動(dòng)態(tài)毫米波變頻組件。

背景技術(shù)

微波毫米波變頻組件是一種主要用于雷達(dá)、電子對(duì)抗和制導(dǎo)儀器等電子系統(tǒng)設(shè)備中的組件，用于將接收信號(hào)變頻至基帶信號(hào)后處理，或者將基帶信號(hào)變頻后發(fā)射出去。在微波毫米波頻段的接收電路中，變頻組件是主要電路之一，描述這種產(chǎn)品性能的主要技術(shù)指標(biāo)有：1)工作頻率帶寬；2)輸出信號(hào)平坦度；3)動(dòng)態(tài)范圍；4)輸入和輸出端電壓駐波比；5)開關(guān)速度；6)電路尺寸；7)輸出功率1dB壓縮點(diǎn)；8)電路間電性能的一致性。目前毫米波變頻系統(tǒng)的同類產(chǎn)品，輸出信號(hào)增益固定(線性狀態(tài))，輸入大信號(hào)容易導(dǎo)致接收機(jī)飽和；或者傳統(tǒng)的變頻系統(tǒng)會(huì)使用數(shù)控衰減器來衰減大信號(hào)，通常存在步進(jìn)大、精度差、范圍小的問題，雖然能夠應(yīng)用于大部分場(chǎng)合，但是難以將輸出功率精確調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種大動(dòng)態(tài)毫米波變頻組件，輸出功率可通過串口控制，調(diào)節(jié)步進(jìn)小，調(diào)節(jié)范圍大，且精度較高。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是：一種大動(dòng)態(tài)毫米波變頻組件，包括：

中頻信號(hào)放大濾波程控部分：通過SMA端口接收外部信號(hào)，經(jīng)過放大、濾波處理，根據(jù)電源控制部分中的FPGA接收到的控制信號(hào)，控制程控衰減器使其衰減額定值后傳輸至混頻器，完成中頻信號(hào)的處理；

本振放大部分：對(duì)外部輸入的本振信號(hào)進(jìn)行放大處理，推至飽和點(diǎn)后驅(qū)動(dòng)毫米波混頻部分；

毫米波混頻部分：輸入信號(hào)為經(jīng)處理后的中頻信號(hào)和放大后的本振信號(hào)，輸出毫米波上變頻信號(hào)至射頻放大程控濾波部分；

射頻放大程控濾波部分：由毫米波混頻部分提供輸入信號(hào)，根據(jù)FPGA接收到的控制信號(hào)衰減額定值后，經(jīng)過放大、濾波、程控處理，輸出所需功率值的射頻信號(hào)；

電源控制部分：對(duì)外部輸入的供電以及控制信號(hào)處理；外部供電電壓≥+6V，組件內(nèi)各芯片電壓工作點(diǎn)為+5V、+3.3V、+2.5V、+1.2V、-5V，需要對(duì)供電信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓或反相處理后，供電給中頻信號(hào)放大濾波程控部分、本振放大部分、射頻放大程控濾波部分、電源控制部分中的各芯片；電源控制部分中的FPGA，接收外部串口控制信號(hào)后，對(duì)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行解調(diào)和控制判斷，輸出+3.3V控制信號(hào)，經(jīng)變壓或反相處理后輸出+5V、-5V或GND信號(hào)送給中頻信號(hào)放大濾波程控部分、射頻放大程控濾波部分用于調(diào)整信號(hào)輸出功率。

進(jìn)一步地，所述中頻信號(hào)放大濾波程控部分、射頻放大程控濾波部分的程控范圍超過120dB，整個(gè)組件由5個(gè)程控芯片來調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)范圍，分別為U1、U2、U3、U4、U5；其中，U1、U2屬于中頻程控，使用回流焊工藝，位于中頻信號(hào)放大濾波程控部分；U3、U4、U5屬于毫米波程控，使用微組裝工藝，位于射頻放大程控濾波部分；整個(gè)鏈路采用金絲鍵合工藝實(shí)現(xiàn)過渡。

進(jìn)一步地，所述射頻放大程控濾波部分采用了腔體濾波器用于信號(hào)濾波，同時(shí)隔開前后射頻腔體。

進(jìn)一步地，所述中頻信號(hào)放大濾波程控部分、射頻放大程控濾波部分的控制信號(hào)，為電源控制部分根據(jù)設(shè)定參數(shù)使用內(nèi)部控制電路的FPGA將外部串口輸入信號(hào)解碼變壓所產(chǎn)生。