CN108988880A - 一种超宽带Ka波段上变频***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超宽带Ka波段上变频***和方法，包括：第一变频单元、第二变频单元和放大单元；其中，所述第一变频单元用于将外部P波段低频信号进行频谱搬移，产生C波段中频信号；所述第二变频单元用于将产生的C波段中频信号进行再次频谱搬移，产生Ka波段射频信号；所述放大单元用于对所述Ka波段射频信号进行滤波和放大，并输出超宽带Ka波段信号。本发明所述技术方案能够避免使用昂贵的高频器件，大大降低了发射极的硬件复杂度和成本，同时还能够抑制链路中的杂散，输出的Ka波段的射频信号稳定性较高、调试操作简单。

Description

一种超宽带Ka波段上变频***和方法

技术领域

本发明涉及微波通信领域。更具体地，涉及一种超宽带Ka波段上变频***和方法。

背景技术

上变频***是雷达***中核心部件，其作用是将基带信号频谱搬移至高频段，其性能直接决定了雷达***的优劣。为使雷达制造成本降低，国内外雷达***正在逐步向小型和轻量化、集成和固态化的方向飞速发展。

使用更宽的带宽可以获得更高的通信数据率。信号携带信息通常是以载波为基础调制在其附近的带宽之内，对于同样的信息和同样的带宽来说，更高的载波频率意味着更小的相对带宽。也就是说，在更高的频率，相同的相对带宽可以获得更宽的绝对带宽。因此作为雷达***的重要部件，如何实现高载波频率和宽带宽，成为亟待解决的问题。

因此，需要提供一种超宽带Ka波段上变频***和方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超宽带Ka波段上变频***和方法，以利用第一变频单元、第二变频单元和放大单元技术解决超宽带毫米波信号产生问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种超宽带Ka波段上变频***，包括：第一变频单元、第二变频单元和放大单元；其中，

所述第一变频单元用于将外部P波段低频信号进行频谱搬移，产生C波段中频信号；

所述第二变频单元用于将产生的C波段中频信号进行再次频谱搬移，产生Ka波段射频信号；

所述放大单元用于对所述Ka波段射频信号进行滤波和放大，并输出超宽带Ka波段信号。

进一步地，所述第一变频单元包括第一混频器，用于接收外部P波段低频信号和外部本振信号，并进行频谱搬移输出C波段中频信号。

进一步地，所述第二变频单元包括：第一带通滤波器、第一放大器及第二混频器，其中，所述第一带通滤波器用于获取C波段中频信号，滤除所述第一变频单元泄漏的本振信号、低频信号及其交调分量；所述第二混频器用于接收外部本振信号和滤波后的C波段中频信号，并输出超宽带Ka波段信号。

进一步地，所述第二变频单元还包括低通滤波器，设于第一放大器与第二混频器之间，用于滤除所述第一变频单元泄漏的高次谐波分量。

进一步地，所述放大单元包括：第二放大器、第二带通滤波器及功率放大器，其中，所述第二放大器用于接收第二次变频单元输出信号，并进行增益放大；第二带通滤波器用于选择Ka波段射频信号，滤除所述第二变频单元泄漏的本振信号、中频信号及其交调分量；所述功率放大器用于将Ka波段射频信号放大输出。

本发明还公开了一种超宽带Ka波段上变频方法，包括：

S1、将外部P波段低频信号进行频谱搬移，产生C波段中频信号；

S2、将产生的C波段中频信号进行再次频谱搬移，产生Ka波段射频信号；

S3、对所述Ka波段射频信号进行滤波和放大，并输出超宽带Ka波段信号。

进一步地，所述步骤S1包括：接收外部P波段低频信号和外部本振信号，并进行频谱搬移输出C波段中频信号。

进一步地，所述步骤S2包括：

获取C波段中频信号，滤除所述第一变频单元泄漏的本振信号、低频信号及其交调分量；

接收外部本振信号和滤波后的C波段中频信号，并输出超宽带Ka波段信号。

进一步地，所述步骤S2还包括：滤除所述第一变频单元泄漏的高次谐波分量。

进一步地，所述步骤S3包括：

接收第二次变频单元输出信号，并进行增益放大；

选择Ka波段射频信号，滤除所述第二变频单元泄漏的本振信号、中频信号及其交调分量；

将Ka波段射频信号放大输出。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案能够避免使用昂贵的高频器件，大大降低了发射极的硬件复杂度和成本，同时还能够抑制链路中的杂散，输出的Ka波段的射频信号稳定性较高、调试操作简单。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1为本发明所述超宽带Ka波段上变频***示意图；

图2为本发明所述超宽带Ka波段上变频方法流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明公开的一种超宽带Ka波段上变频***12，包括：第一变频单元1、第二变频单元2和放大单元3；其中，

所述第一变频单元1用于将外部P波段低频信号进行频谱搬移，产生C波段中频信号；

所述第二变频2单元用于将产生的C波段中频信号进行再次频谱搬移，产生Ka波段射频信号；

所述放大单元3用于对所述Ka波段射频信号进行滤波和放大，并输出超宽带Ka波段信号。

具体的，第一变频单元1包括第一混频器4，用于接收外部P波段低频信号和外部本振信号，并进行频谱搬移输出C波段中频信号。所述第一混频器4以T字形拓扑的形式相互电连接；所述T字形拓扑结构的平行端用于接收外部低频信号；T字形拓扑结构的垂直端用于接收外部本振信号。

第二变频单元2包括：第一带通滤波器5、第一放大器6及第二混频器8，其中，所述第一带通滤波器5用于获取C波段中频信号，滤除所述第一变频单元泄漏的本振信号、低频信号及其交调分量；所述第二混频器8用于接收外部本振信号和滤波后的C波段中频信号，并输出超宽带Ka波段信号。

具体的，第一带通滤波器5的第一端口与第一混频器4的输出端连接，第二端口与所述第一放大器6的第一端口连接，第一放大器6用于对C波段中频信号进行功率放大，第二混频器8以T字形拓扑的形式相互电连接；所述T字形拓扑结构的平行端用于接收C波段中频信号；T字形拓扑结构的垂直端用于接收外部本振信号。第二变频单元2还包括低通滤波器7，所述低通滤波器7的第一端口与第一放大器6的第二端口连接，低通滤波器7的第二端口与所述第二混频器8的T字形拓扑结构的平行端连接，用于滤除C波段中频信号中泄漏的本振信号和低频信号的高次谐波分量。

放大单元3包括：第二放大器9、第二带通滤波器10及功率放大器11，其中，所述第二放大器9用于接收第二次变频单元输出信号，并进行增益放大；第二带通滤波器10用于选择Ka波段射频信号，滤除所述第二变频单元泄漏的本振信号、中频信号及其交调分量；所述功率放大器11用于将Ka波段射频信号放大输出。第二放大器9的第二端口与第二带通滤波器10第一端口连接；第二带通滤波器10第二端口与功率放大器11的第一端口连接；产生的超宽带Ka波段信号从功率放大器11的第二端口输出。

由于变频信道主要由放大器、混频器和滤波器等组成。放大器和混频器对变频信道的群时延影响较小，通常为几十ps(Picosecond，一兆分之一秒)量级。变频信道的群时延特性主要由信道中的滤波器决定。滤波器的群时延特性主要和其阶数、通带和阻带过渡处的衰减变化有很大关系。通常滤波器的带宽越大，群时延特性越好，而考虑到带外抑制的要求，带宽又不能太宽，因此在滤波器的设计时需根据信号群的时延特性合理设计，在此不再赘述。

如图2所示，本发明还提供了一种超宽带Ka波段上变频方法，包括：

S1、将外部P波段低频信号进行频谱搬移，产生C波段中频信号；

具体的，第一混频器接收外部P波段低频信号和外部本振信号，并进行频谱搬移输出C波段中频信号。

S2、将产生的C波段中频信号进行再次频谱搬移，产生Ka波段射频信号；

具体的，第一带通滤波器获取C波段中频信号，滤除所述第一变频单元泄漏的本振信号、低频信号及其交调分量；

第一放大器对C波段中频信号进行功率放大；

低通滤波器滤除所述第一变频单元泄漏的高次谐波分量。

第二混频器接收外部本振信号和滤波后的C波段中频信号，并输出超宽带Ka波段信号。

S3、对所述Ka波段射频信号进行滤波和放大，并输出超宽带Ka波段信号。

具体的，第二放大器接收第二次变频单元输出信号，并进行增益放大；

第二带通滤波器选择Ka波段射频信号，滤除所述第二变频单元泄漏的本振信号、中频信号及其交调分量；

功率放大器将Ka波段射频信号放大输出。

本发明所述技术方案能够避免使用昂贵的高频器件，大大降低了发射极的硬件复杂度和成本，同时还能够抑制链路中的杂散，输出的Ka波段的射频信号稳定性较高、调试操作简单。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

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。

Claims (10)

1.一种超宽带Ka波段上变频***，其特征在于，包括：第一变频单元、第二变频单元和放大单元；其中，

所述第一变频单元用于将外部P波段低频信号进行频谱搬移，产生C波段中频信号；

所述第二变频单元用于将产生的C波段中频信号进行再次频谱搬移，产生Ka波段射频信号；

所述放大单元用于对所述Ka波段射频信号进行滤波和放大，并输出超宽带Ka波段信号。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一变频单元包括第一混频器，用于接收外部P波段低频信号和外部本振信号，并进行频谱搬移输出C波段中频信号。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述第二变频单元包括：第一带通滤波器、第一放大器及第二混频器，其中，所述第一带通滤波器用于获取C波段中频信号，滤除所述第一变频单元泄漏的本振信号、低频信号及其交调分量；所述第二混频器用于接收外部本振信号和滤波后的C波段中频信号，并输出超宽带Ka波段信号。

4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述第二变频单元还包括低通滤波器，设于第一放大器与第二混频器之间，用于滤除所述第一变频单元泄漏的高次谐波分量。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述放大单元包括：第二放大器、第二带通滤波器及功率放大器，其中，所述第二放大器用于接收第二次变频单元输出信号，并进行增益放大；第二带通滤波器用于选择Ka波段射频信号，滤除所述第二变频单元泄漏的本振信号、中频信号及其交调分量；所述功率放大器用于将Ka波段射频信号放大输出。

6.一种超宽带Ka波段上变频方法，其特征在于，包括：

S1、将外部P波段低频信号进行频谱搬移，产生C波段中频信号；

S2、将产生的C波段中频信号进行再次频谱搬移，产生Ka波段射频信号；

S3、对所述Ka波段射频信号进行滤波和放大，并输出超宽带Ka波段信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：接收外部P波段低频信号和外部本振信号，并进行频谱搬移输出C波段中频信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

获取C波段中频信号，滤除所述第一变频单元泄漏的本振信号、低频信号及其交调分量；

接收外部本振信号和滤波后的C波段中频信号，并输出超宽带Ka波段信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：滤除所述第一变频单元泄漏的高次谐波分量。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

接收第二次变频单元输出信号，并进行增益放大；

选择Ka波段射频信号，滤除所述第二变频单元泄漏的本振信号、中频信号及其交调分量；

将Ka波段射频信号放大输出。