一种双波段切换的宽带上变频装置
阅读说明：本技术 一种双波段切换的宽带上变频装置 (Broadband up-conversion device for dual-band switching ) 是由 侯健宏 封旭旭 厚科帆 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明的一个实施例公开了一种双波段切换的宽带上变频装置,包括：第一本振信号单元、第二本振信号单元、变频单元、频率选择单元、功率放大单元、和开关选通单元,其中所述变频单元用于将中频信号与第一本振信号单元产生的第一本振信号和第二本振信号单元产生的第二本振信号进行两次变频,产生宽带上变频信号；所述频率选择单元用于将变频后的宽带高频信号进行选频滤波,分为两个不同波段的高频信号；功率放大单元用于将所述不同波段的高频信号进行功率放大,以弥补变频链路中的功率损耗；开关选通单元用于通过控制信号切换所述不同波段的高频信号的输出通道。(One embodiment of the present invention discloses a broadband up-conversion device for dual-band switching, which comprises: the frequency conversion unit is used for carrying out frequency conversion on the intermediate frequency signal, a first local oscillation signal generated by the first local oscillation signal unit and a second local oscillation signal generated by the second local oscillation signal unit for two times to generate a broadband upper frequency conversion signal; the frequency selection unit is used for carrying out frequency selection filtering on the frequency-converted broadband high-frequency signal and dividing the frequency-converted broadband high-frequency signal into two high-frequency signals with different wave bands; the power amplification unit is used for performing power amplification on the high-frequency signals of different wave bands to make up for power loss in a frequency conversion link; and the switch gating unit is used for switching the output channels of the high-frequency signals of different wave bands through control signals.)
技术领域
本发明涉及相控阵雷达领域。更具体地，涉及一种双波段切换的宽带上变频装置。
背景技术
上变频模块用于激励源组件中，是雷达系统中的核心部件，其作用是为雷达系统产生所需要的各种频率信号，其性能的优劣直接决定了雷达系统的稳定性和威力。雷达系统对上变频模块的频率稳定度、频谱纯度等性能指标有较高的要求，而且，该模块要在特殊环境下保持长期稳定工作，对产品可靠性而言也是一种挑战。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个实施例提供一种双波段切换的宽带上变频装置，其特征在于，包括：
第一本振信号单元、第二本振信号单元、变频单元、频率选择单元、功率放大单元、和开关选通单元，其中
所述变频单元用于将中频信号与第一本振信号单元产生的第一本振信号和第二本振信号单元产生的第二本振信号进行两次变频，产生宽带上变频信号；
所述频率选择单元用于将变频后的宽带高频信号进行选频滤波，分为两个不同波段的高频信号；
功率放大单元用于将所述不同波段的高频信号进行功率放大，以弥补变频链路中的功率损耗；
开关选通单元用于通过控制信号切换所述不同波段的高频信号的输出通道。
在一个具体实施例中，所述装置还包括：输出功率检波单元，用于对输出功率进行监测。
在一个具体实施例中，所述变频单元包括：
第一变频单元，将输入的中频信号与第二本振信号进行混频，经过滤波放大后生成上变频点频信号；
第二变频单元，将第一变频单元产生的上变频点频信号与第一本振信号进行混频，生成宽带上变频信号。
在一个具体实施例中，所述第一本振信号单元包括：
第一衰减器，用于对第一本振信号单元接受的第一输入信号进行处理，并发送给第一放大器；
第一放大器，将处理后的第一输入信号进行功率放大，生成第一本振信号并发送给第二变频单元。
在一个具体实施例中，所述第二本振信号单元包括：
第二衰减器，用于对第二本振信号单元接受的第二输入信号进行处理，并发送给第二放大器；
第二放大器，将处理后的第二输入信号进行功率放大，生成第二本振信号并发送给第一变频单元。
在一个具体实施例中，所述频率选择单元中，包括：
带通滤波器，用于对宽带上变频信号进行处理；
低通滤波器，用于对带通滤波器处理后的宽带上变频信号进行第二次滤波；
开关，用于对第二次滤波后的宽带上变频信号进行波段切换。
在一个具体实施例中，在所述功率放大单元中，包括：
第一功率放大器，用于对第一变频单元生成的上变频点频信号进行功率放大；
第二功率放大器，用于对第二变频单元生成的宽带上变频信号进行功率放大；
第三功率放大器，用于补偿所述第二变频单元和所述开关选通单元中的功率损耗，给第四功率放大器提供输入功率，；
第四功率放大器，用于提供足够的输出功率。
在一个具体实施例中，在所述功率检波单元中，包括：
耦合器，用于将输出的高频信号耦合到检波器中进行功率检波；
检波器，用于对进入检波器的高频功率进行检波，输出线性电压信号，反馈输出功率状态。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案通过两级上变频单元，频率选择单元，功率放大单元和开关选通单元，将低频的点频信号上变频为宽带的高频信号，并实现双波段切换和双通道输出，其中频率选择单元选择了高集成度的SIP封装器件，极大的减小了模块体积，实现了小型化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本发明一个实施例的双波段切换的宽带上变频装置示意图
图2示出根据本发明一个实施例的频率选择单元示意图。
具体实施方式
为使本发明的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了实现变频信号双波段切换和提高信号频谱纯净度，本公开采用频率选择单元和混频-滤波-放大-滤波-混频-滤波-放大电路的方式，将输入的低频点频微波信号通过两次上变频和频率选择单元，上变频为宽带的双波段高频信号。并采用硅基SIP封装器件和MMIC相结合的技术，实现了组件的小型化。
在本实施例中，如图1所示，一种双波段切换的宽带上变频装置，包括：
第一本振信号单元100、第二本振信号单元101、变频单元103、频率选择单元A9、功率放大单元105和开关选通单元106，其中
所述第一本振信号单元包括：
第一衰减器A3，用于对第一本振信号单元接受的第一输入信号进行处理，并发送给第一放大器；
第一放大器A4，将处理后的第一输入信号进行功率放大，生成第一本振信号并发送给第二变频单元。
所述第二本振信号单元包括：
第二衰减器A1，用于对第二本振信号单元接收的第二输入信号进行处理，并发送给第二放大器；
第二放大器A2，将处理后的第二输入信号进行功率放大，生成第二本振信号并发送给第一变频单元。
其中，第一衰减器A3的输出端与第一放大器A4的输入端连接，第一输入信号通过第一衰减器A3调整功率大小，然后进入第一放大器A4，放大器A3工作在P-1状态。
第二衰减器A1的输出端与第二放大器A2的输入端连接，第二输入信号通过第二衰减器A1调整功率大小，然后进入第二放大器A2，放大器A2工作在P-1状态。
所述变频单元用于将中频信号与第一本振信号单元产生的第一本振信号和第二本振信号单元产生的第二本振信号进行两次变频，产生宽带上变频信号；
在一个实施例中，所述变频单元包括：
第一变频单元，包括：第一变频单元的混频器A5、第一变频单元的带通滤波器A6、第一变频单元的放大器A7，将输入的中频信号与第二本振信号进行混频，经过滤波放大后生成上变频点频信号；
第二变频单元(混频器)A8，将第一变频单元产生的上变频点频信号与第一本振信号进行混频，生成宽带上变频信号。
所述频率选择单元(开关滤波器)A9，用于将变频后的宽带高频信号进行选频滤波，分为两个不同波段的高频信号；
在一个实施例中，如图2所示，所述频率选择单元中，包括：
带通滤波器，用于对宽带上变频信号进行处理；
低通滤波器，用于对带通滤波器处理后的宽带上变频信号进行第二次滤波；
开关，用于对第二次滤波后的宽带上变频信号进行波段切换。
其中，开关分为输入开关B1和输出开关B6。
在一个具体示例中，频率选择单元A9的输入开关B1是个三端口器件，和端口与第二级变频单元输出端连接，分端口分别与带通滤波器B2和带通滤波器B3的输入端连接。带通滤波器B2和带通滤波器B3的输出端分别与低通滤波器B4和低通滤波器B5的输入端连接。低通滤波器B4和低通滤波器B5的输出端分别与输出开关B6的分端口连接，输出开关B6的和端口与功率放大单元输入端连接。其中带通滤波器B2和低通滤波器B4是一组搭配，带通滤波器B3和低通滤波器B5是一组搭配，将第二级变频单元A8的输出信号进行选择滤波，划分为两个波段，并通过输入开关B1和输出开关B6选择指定波段信号输出。
功率放大单元，包括：功率放大单元的放大器A10、功率放大单元的衰减器A11、功率放大单元的放大器A12、功率放大单元的衰减器A13、功率放大单元的放大器A14，用于将所述不同波段的高频信号进行功率放大，以弥补变频链路中的功率损耗；
在一个实施例中，在所述功率放大单元中，包括：
第一功率放大器，用于对第一变频单元生成的上变频点频信号进行功率放大；
第二功率放大器，用于对第二变频单元生成的宽带上变频信号进行功率放大；
第三功率放大器，用于补偿所述第二变频单元和所述开关选通单元中的功率损耗，给第四功率放大器提供输入功率，；
第四功率放大器，用于提供足够的输出功率。
功率放大单元1003放大器A10的输入端接频率选择单元A9的输出端，放大器A10的输出端接衰减器A11的输入端。衰减器A11的输出端接放大器A12的输入端，放大器A12的输出端接衰减器A13的输入端。衰减器A13的输出端接放大器A14的输入端。其中。放大器A10，A12，A14用来补偿变频链路中的功率损耗，衰减器A11，A13用来实现两个放大器之间的匹配。
开关选通单元，包括开关A17、衰减器A18、隔离器A19、隔离器A20，用于通过控制信号切换所述不同波段的高频信号的输出通道。
开关选通单元1005的输入开关A17是个三端口器件，和端口与功率检波单元1004的输出端连接，分端口分别与衰减器A18的输入端和隔离器A20的输入端连接。其中隔离器A19的输入端与衰减器A18的输出端连接，输出端为该模块的输出端，隔离器A20的输出端为该模块的输出端。
在一个优选的实施例中，所述装置还包括输出功率检波单元1007，输出功率检波单元耦合器A15、输出功率检波单元检波器A16，用于对输出功率进行监测。
在一个实施例中，在所述功率检波单元中，包括：
耦合器，用于将输出的高频信号耦合到检波器中进行功率检波；
检波器，用于对进入检波器的高频功率进行检波，输出线性电压信号，反馈输出功率状态。
输出功率检波单元的耦合器是四端口器件，其中输入端接功率放大单元的输出端，耦合端连接输出功率检波单元检波器A16的输入端，隔离端接50欧电阻，输出端接开关选通单元的输入端。其中耦合器将耦合到的微波信号输入检波器中，检波器根据接收到的微波信号功率输出对应的线性电压，可以实时监控变频链路的功率大小。
本发明所述技术方案通过两级上变频单元，频率选择单元，功率放大单元和开关选通单元，将低频的点频信号上变频为宽带的高频信号，并实现输出功率大于16dBm，带内杂散大于60dBc，本振泄漏大于60dBc，开关通断比大于50dBc，并且实现了双波段切换和双通道输出，其中频率选择单元选择了高集成度的SIP封装器件，极大的减小了模块体积，实现了小型化。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。