阅读说明：本技术 一种毫米波下变频组件 (Millimeter wave down conversion subassembly ) 是由 杨光华 寇小兵 李进阳 张发成 尹红波 张得才 陈坤 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种毫米波下变频组件。该组件包括多路开关滤波单元、变频单元和中频滤波放大单元,其中多路开关滤波单元用于对接收的外部0.3-18GHz超宽带信号进行分段滤波,滤除冗余的谐波信号及镜像信号；变频单元用于将滤波后的0.3-18GHz超宽带信号上变频到毫米波频段,滤除镜像杂散,然后下变频到中频频段；中频滤波放大单元用于对中频频段的信号进行滤波放大处理,输出所需的信号。本发明提高了毫米波接收系统的可靠性,且具有小型化、高集成度的优点。(The invention discloses a millimeter wave down-conversion component. The component comprises a multi-way switch filtering unit, a frequency conversion unit and an intermediate frequency filtering amplification unit, wherein the multi-way switch filtering unit is used for carrying out segmented filtering on a received external 0.3-18GHz ultra-wideband signal and filtering redundant harmonic signals and image signals; the frequency conversion unit is used for up-converting the filtered 0.3-18GHz ultra-wideband signal to a millimeter wave frequency band, filtering out mirror stray, and then down-converting the filtered signal to an intermediate frequency band; the intermediate frequency filtering and amplifying unit is used for filtering and amplifying the signals of the intermediate frequency band and outputting the required signals. The invention improves the reliability of the millimeter wave receiving system and has the advantages of miniaturization and high integration degree.)

一种毫米波下变频组件

技术领域

本发明涉及电磁场与微波技术领域，特别是一种毫米波下变频组件。

背景技术

在雷达、通信等微波收发系统中，下变频组件具有至关重要的作用，用于将接收到的高频信号下变频至低中频信号，输出给后续的数字处理部分，从而进行信号处理分析等工作。

目前下变频组件对0.38-18GHz的超宽带输入信号，分两段进行处理，第一段是对从0.38GHz开始的低频部分不变频直接放大滤波输出给后续的数字处理即直采；第二段是对余下的高频部分做变频处理，得到低中频信号，再输出给后续的数字处理部分。两段处理的方法增加了数字处理部分的复杂程度，同时也降低了整个接收系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性高、体积小、集成度高、超宽带的毫米波下变频组件。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种毫米波下变频组件，包括多路开关滤波单元、变频单元和中频滤波放大单元；

所述多路开关滤波单元，用于对接收的外部0.3-18GHz超宽带信号进行分段滤波，滤除冗余的谐波信号及镜像信号；

所述变频单元，用于将滤波后的0.3-18GHz超宽带信号上变频到毫米波频段，滤除镜像杂散，然后下变频到中频频段；

所述中频滤波放大单元，用于对中频频段的信号进行滤波放大处理，输出所需的信号。

进一步地，所述多路开关滤波单元包括两级多路选择开关和多级带通滤波器，其中多级带通滤波器包括介质带通滤波器、腔体带通滤波器和MEMS带通滤波器。

进一步地，所述变频单元包括顺次连接的倍频器、第一倍频放大器、第一高通滤波器、第一混频器、第二高通滤波器、低噪声放大器、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第二射频放大器、第二混频器和第一射频放大器，其中第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关之间并联设置第一毫米波带通滤波器、第二毫米波带通滤波器；所述倍频器、第一倍频放大器、第一高通滤波器设置在第一混频器本振端口链路上，第一射频放大器设置在第二混频器本振链路上。

进一步地，所述中频滤波放大单元包括顺次连接的低通滤波器、第一中频放大器、数控衰减器、均衡器、第二中频放大器、温度补偿衰减器、第三中频放大器和第三带通滤波器。

进一步地，所述第一高通滤波器采用陶瓷滤波器，并连接变频单元中第一混频器的本振端口，用于滤除第一本振信号的基波信号。

进一步地，所述第二高通滤波器用于滤除第一混频器携带的射频及本振信号，所得信号进入后续链路中的低噪声放大器。

进一步地，所述变频单元将输入的射频信号分为两段，分别与两倍频后的本振信号在第一混频器中混频，得到两路毫米波中频信号，所述的第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第一毫米波带通滤波器和第二毫米波带通滤波器组成的滤波部分，对这两个高中频信号分别进行滤波得到中频信号。

进一步地，所述第二混频器用于将两路毫米波高中频信号与第二本振信号22.2/28.2GHz进行混频，得到所需的低中频信号。

进一步地，第一中频放大器与第二中频放大器之间设置的数控衰减器、均衡器，用于调节信号幅度大小。

进一步地，所述温度补偿衰减器用于调节整个组件的温度特性。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)把全段的射频输入信号统一下变频到低中频，输出一固定的中频信号，方便进行后续的数字处理，降低了数字处理工作的复杂程度，提高了整个接收系统的可靠性；(2)多级带通滤波器中高频滤波器采用MEMS带通滤波器，变频单元中的第一高通滤波器采用陶瓷滤波器，体积小，集成度高。

附图说明

图1是本发明毫米波下变频组件的结构框图。

图中：1、多级带通滤波器；2、第一混频器；3、第一高通滤波器；4、第一倍频放大器；5、倍频器；6、第二高通滤波器；7、低噪声放大器；8、第一单刀双掷开关；9、第二单刀双掷开关；10、第一毫米波带通滤波器；11、第二毫米波带通滤波器；12、第二射频放大器；13、第二混频器；14、第一射频放大器；15、低通滤波器；16、第一中频放大器；17、数控衰减器；18、均衡器；19、第二中频放大器；20、温度补偿衰减器；21、第三中频放大器；22、第三带通滤波器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

结合图1，本发明毫米波下变频组件，包括多路开关滤波单元、变频单元和中频滤波放大单元；

所述多路开关滤波单元，用于对接收的外部0.3-18GHz超宽带信号进行分段滤波，滤除冗余的谐波信号及镜像信号，使全段内的中频无虚假指标满足指标要求，即在输出信号里只有需要的主信号，无别的冗余信号；

所述变频单元，用于将滤波后的0.3-18GHz超宽带信号上变频到毫米波频段，滤除镜像杂散，然后下变频到中频频段；

所述中频滤波放大单元，用于对中频频段的信号进行滤波放大处理，输出所需的信号。

进一步地，所述多路开关滤波单元包括两级多路选择开关和多级带通滤波器1，其中多级带通滤波器1包括介质带通滤波器、腔体带通滤波器和MEMS带通滤波器。

进一步地，所述变频单元包括顺次连接的倍频器5、第一倍频放大器4、第一高通滤波器3、第一混频器2、第二高通滤波器6、低噪声放大器7、第一单刀双掷开关8、第二单刀双掷开关9、第二射频放大器12、第二混频器13和第一射频放大器14，其中第一单刀双掷开关8、第二单刀双掷开关9之间并联设置第一毫米波带通滤波器10、第二毫米波带通滤波器11；所述倍频器5、第一倍频放大器4、第一高通滤波器3设置在第一混频器2本振端口链路上，第一射频放大器14设置在第二混频器13本振链路上。

进一步地，所述中频滤波放大单元包括顺次连接的低通滤波器15、第一中频放大器16、数控衰减器17、均衡器18、第二中频放大器19、温度补偿衰减器20、第三中频放大器21和第三带通滤波器22。

进一步地，所述第一高通滤波器3采用陶瓷滤波器，并连接变频单元中第一混频器2的本振端口，用于滤除第一本振信号的基波信号，减少第一混频器2中产生的杂散信号，提高整个组件的虚假指标，即在输出信号里只有需要的主信号，无别的冗余信号。

进一步地，所述第二高通滤波器6用于滤除第一混频器2携带的射频及本振信号，得到较为纯净的信号进入后续链路中的低噪声放大器7。

进一步地，所述变频单元将输入的射频信号分为两段，分别与两倍频后的本振信号在第一混频器2中混频，得到两路毫米波中频信号，以避免输入信号的二次谐波落入带内，降低了信号杂散；所述的第一单刀双掷开关8、第二单刀双掷开关9、第一毫米波带通滤波器10和第二毫米波带通滤波器11组成的滤波部分，对这两个高中频信号分别进行滤波得到中频信号。

进一步地，所述第二混频器13用于将两路毫米波高中频信号与第二本振信号22.2/28.2GHz进行混频，得到所需的频率一致的低中频信号。

进一步地，第一中频放大器16与第二中频放大器19之间设置的数控衰减器17、均衡器18，用于调节信号幅度大小，保证输出中频信号的幅度平坦度。

进一步地，所述温度补偿衰减器20用于调节整个组件的温度特性。

作为一种具体实例，所述毫米波下变频组件为0.3-18GHz毫米波下变频组件，还包括屏蔽盒体，所述的多路滤波单元、变频单元、中频滤波放大单元部分放置在盒体正面；相应的控制部分及电源部分放置在盒体背面。

实施例

结合图1，本实施例包括多路开关滤波单元、变频单元和中频滤波放大单元、屏蔽盒体。外部0.3-18GHz超宽带信号由多路开关滤波单元分段滤波，滤除谐波及镜像信号，之后统一进入后续的变频单元做频率变换，最后由中频滤波放大单元输出所需的中频信号。

所述的多路滤波单元包括两级多路选择开关和多级带通滤波器1，其中多级带通滤波器1包括介质带通滤波器、腔体带通滤波器和MEMS带通滤波器。

所述变频单元包括顺次连接的第一混频器2、第二高通滤波器6、低噪声放大器7、第一单刀双掷开关8、第一毫米波带通滤波器10、第二毫米波带通滤波器11、第二单刀双掷开关9、第二射频放大器12、第二混频器13，以及第一混频器2本振端口链路上的倍频器5、第一倍频放大器4、第一高通滤波器3，第二混频器13本振链路上的第一射频放大器14，其中第一毫米波带通滤波器10和第二毫米波带通滤波器11并联设置在第一单刀双掷开关8和第二单刀双掷开关9之间；

所述第一高通滤波器3连接变频单元中第一混频器2的本振端口，用于滤除第一本振的基波信号，以减少在第一混频器2中产生的杂散信号，提高整个组件的虚假指标；

所述第二高通滤波器用于滤除第一混频器2携带的射频及本振信号，得到较为纯净的信号进入后续链路中，减少杂散信号，提高整个组件的虚假指标；

所述变频单元中，输入的射频信号分为两段，分别与两倍频后的本振信号在第一混频器2中混频，得到两路毫米波中频信号，所述的第一单刀双掷开关8、第二单刀双掷开关9、第一毫米波带通滤波器10、第二毫米波带通滤波器11组成的滤波部分，对这两个高中频信号分别滤波，得到纯净的射频信号；该信号进入第二混频器13，在第二混频器13中与第二本振信号22.2/28.2GHz混频，得到所需的低中频信号。

所述中频滤波放大单元包括顺次连接的低通滤波器15、第一中频放大器16、数控衰减器17、均衡器18、第二中频放大器19、温度补偿衰减器20、第三中频放大器21和第三带通滤波器22；

所述中频滤波放大单元中的数控衰减器17、均衡器18用于调节信号幅度大小，保证输出中频信号的幅度平坦度；温度补偿衰减器20用于调节整个组件的温度特性。

所述屏蔽盒体中，多路开关滤波单元、变频单元和中频滤波放大单元部分设置于屏蔽盒体正面，且在射频信号途径上存在隔离墙，以防信号串扰；相应的控制部分及电源部分设置于屏蔽盒体背面。

本发明把全段的射频输入信号统一下变频到低中频，输出一固定的中频信号，方便进行后续的数字处理，降低了数字处理工作的复杂程度，提高了整个接收系统的可靠性；多级带通滤波器中高频滤波器采用MEMS带通滤波器，变频单元中的第一高通滤波器采用陶瓷滤波器，具有体积小、集成度高的优点。