本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種雙通道毫米波收發(fā)組件，包括穩(wěn)頻低相噪振蕩源、功分倍頻網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射支路、接收支路、電源電路；穩(wěn)頻低相噪振蕩源產(chǎn)生1路連續(xù)波信號(hào)；功分倍頻網(wǎng)絡(luò)將連續(xù)波信號(hào)功分為3路；發(fā)射支路功分后的1路信號(hào)經(jīng)0/π調(diào)相器調(diào)相、開(kāi)關(guān)調(diào)制后功分為兩路信號(hào)，并在0/π調(diào)相器輸出端耦合輸出檢測(cè)信號(hào)；接收支路將天線接收到的兩路回波信號(hào)與功分后信號(hào)下變頻后輸出，包括定向接收之路和全向接收支路；電源電路對(duì)收發(fā)組件進(jìn)行電源過(guò)壓、過(guò)流、反向保護(hù)、負(fù)電保護(hù)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及通信
，尤其是無(wú)線電通信，具體而言涉及一種毫米波收發(fā)組件。
技術(shù)介紹
目前的跟蹤系統(tǒng)中，主要有光電、微波、毫米波等類型，由于毫米波系統(tǒng)具有靈敏度高、分辨力好，抗干擾性能強(qiáng)等特點(diǎn)，加之毫米波系統(tǒng)受等離子體的影響較小，同時(shí)兼有紅外和微波的優(yōu)點(diǎn)，因此國(guó)外先進(jìn)的跟蹤定位設(shè)備都采用了毫米波系統(tǒng)。毫米波跟蹤技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代末，現(xiàn)在西方國(guó)家不僅在頻率上覆蓋了整個(gè)毫米波段，而且建立了從器件到整機(jī)產(chǎn)品的研制生產(chǎn)、測(cè)試試驗(yàn)的完整研究體制。目前，毫米波跟蹤定位技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)、電子對(duì)抗、毫米波通信、遙感遙測(cè)、醫(yī)療保健、國(guó)土資源探測(cè)、礦產(chǎn)分布、海岸線警戒等多個(gè)領(lǐng)域的民用設(shè)備以及軍事設(shè)備上。比如在軍事上，毫米波制導(dǎo)技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用在多模復(fù)合制導(dǎo)中，多模制導(dǎo)模式可以根據(jù)干擾情況自動(dòng)切換制導(dǎo)模式，美國(guó)的“黃蜂”、“戰(zhàn)斧”等導(dǎo)彈均采用毫米波與紅外雙模制導(dǎo)系統(tǒng)。我國(guó)在毫米波跟蹤定位技術(shù)方面起步較晚，技術(shù)處于發(fā)展階段，隨著目前國(guó)內(nèi)毫米波技術(shù)能力的提升，其相關(guān)的定位系統(tǒng)也從厘米波段向毫米波頻段發(fā)展，作為毫米波跟蹤定位系統(tǒng)收發(fā)部分的核心器件，高性能的收發(fā)組件性能水準(zhǔn)就顯得尤為重要，特別是其射頻部分的技術(shù)指標(biāo)直接關(guān)系到系統(tǒng)的完備和準(zhǔn)確。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種毫米波收發(fā)組件。包括穩(wěn)頻低相噪振蕩源、功分倍頻網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射支路、接收支路、電源電路；穩(wěn)頻低相噪振蕩源產(chǎn)生1路連續(xù)波信號(hào)；功分倍頻網(wǎng)絡(luò)將連續(xù)波信號(hào)功分為3路；發(fā)射支路功分后的1路信號(hào)經(jīng)0/π調(diào)相器調(diào)相、開(kāi)關(guān)調(diào)制后功分為兩路信號(hào)，并在0/π調(diào)相器輸出端耦合輸出檢測(cè)信號(hào)；接收支路將天線接收到的兩路回波信號(hào)與功分后信號(hào)下變頻后輸出，包括定向接收之路和全向接收支路；電源電路對(duì)收發(fā)組件進(jìn)行電源過(guò)壓、過(guò)流、反向保護(hù)、負(fù)電保護(hù)。采用上述組件，功分倍頻網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)功分器將連續(xù)波信號(hào)功分為3路信號(hào)；功分倍頻網(wǎng)絡(luò)還包括放大器、隔離器、低通濾波器、帶通濾波器、倍頻器， 具體連接方式為：第一放大器輸入端接連續(xù)波信號(hào)，輸出端接第一功分器將信號(hào)分為兩路，其中第一路依次經(jīng)過(guò)隔離器、低通濾波器、倍頻器和帶通濾波器后輸出至發(fā)射之路，第二路信號(hào)依次經(jīng)隔離器、低通濾波器后經(jīng)第二功分器再次功分為兩路，每一路經(jīng)倍頻器和帶通濾波器后分別輸出至定向接收之路和全向接收支路。采用上述組件，發(fā)射支路包括依次連接的衰減器、定向耦合器、隔離器、PIN開(kāi)關(guān)、驅(qū)動(dòng)放大器和功分器，在功分器處信號(hào)功分為兩路，每一路分別經(jīng)過(guò)功率放大器和隔離器后輸出；定向耦合器同時(shí)輸出一檢測(cè)信號(hào)。采用上述組件，兩路接收支路組成相同，均包括依次連接的功合器、帶通濾波器、初級(jí)隔離器、初級(jí)數(shù)控衰減器、限幅器、初級(jí)低噪聲放大器、次級(jí)數(shù)控衰減器、次級(jí)低噪聲放大器、次級(jí)隔離器、混頻器、低通濾波器、溫補(bǔ)衰減器、初級(jí)中頻放大器、衰減器、次級(jí)中頻放大器；在混頻器處對(duì)回波信號(hào)和功分倍頻網(wǎng)絡(luò)功分后的信號(hào)進(jìn)行下變頻。采用上述組件，所述電源電路去耦設(shè)計(jì)并增加EMI濾波器。采用上述組件，所述組件中模塊間分層設(shè)計(jì)，使用同軸電纜連接。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：本技術(shù)收發(fā)隔離度很好，設(shè)計(jì)上主要考慮三個(gè)方面因素，傳輸電路隔離、電源隔離和空間隔離：(1)傳輸電路隔離：電路設(shè)計(jì)上本振電路采用先放大功分再倍頻、發(fā)射支路輸入端增加隔離器等方式，降低發(fā)射信號(hào)對(duì)接收機(jī)的影響。(2)電源隔離：收發(fā)支路共用系統(tǒng)提供電源，為了減少發(fā)射支路通過(guò)電源電路對(duì)接收支路的影響，對(duì)電源電路采取了去耦設(shè)計(jì)、增加EMI濾波器等措施。(3)空間隔離：根據(jù)組件指標(biāo)要求分析，空間隔離是影響收發(fā)隔離的關(guān)鍵因素。采用功能化模塊化設(shè)計(jì)，將輻射影響較大的模塊分層設(shè)計(jì)，各模塊間使用同軸電纜連接，減少信號(hào)的空間串?dāng)_，提高收發(fā)隔離。下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本技術(shù)做進(jìn)一步描述。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)組件組成框圖。圖2是本專利技術(shù)組件原理框圖。圖3是本專利技術(shù)功分倍頻網(wǎng)絡(luò)原理框圖。圖4是本專利技術(shù)發(fā)射支路原理框圖。圖5是本專利技術(shù)接收支路原理框圖。圖6是本專利技術(shù)電源單元原理框圖。具體實(shí)施方式根據(jù)組件技術(shù)要求和總體設(shè)計(jì)思路，將組件分成穩(wěn)頻低相噪振蕩源、功分倍頻網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射支路、接收支路、電源電路5個(gè)部分。其組成框圖如圖1所示。(1)穩(wěn)頻低相噪振蕩源(DRO)：產(chǎn)生1路Ku波段連續(xù)波信號(hào)。(2)功分倍頻網(wǎng)絡(luò)：將穩(wěn)頻低相噪振蕩器產(chǎn)生Ku波段信號(hào)功分為3路，并分別完成信號(hào)倍頻，將倍頻后的毫米波信號(hào)分別提供給發(fā)射支路和兩向接收支路。(3)發(fā)射支路：將功分倍頻網(wǎng)絡(luò)輸出的一路信號(hào)經(jīng)過(guò)0/π調(diào)相器調(diào)相、開(kāi)關(guān)調(diào)制、功分器、功率放大器輸出兩路發(fā)射信號(hào)，并在0/π調(diào)相器輸出端耦合輸出檢測(cè)信號(hào)。(4)接收支路：將接收天線接收到的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、限幅、低噪聲放大并進(jìn)行下變頻處理，經(jīng)濾波器及中頻放大器后輸出中頻，具有射頻信號(hào)數(shù)控衰減的功能。包括定向接收支路和全向接收支路。(5)電源電路：完成電源過(guò)壓、過(guò)流、反向保護(hù)、負(fù)電保護(hù)等功能根據(jù)毫米波收發(fā)組件的詳細(xì)要求和電路構(gòu)成進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，其具體原理框圖如圖2所示。1、穩(wěn)頻低相噪振蕩源設(shè)計(jì)根據(jù)總體設(shè)計(jì)思路及指標(biāo)的要求，穩(wěn)頻低相噪振蕩源的輸出信號(hào)選定為Ku波段，具體的指標(biāo)分配如表3所示。穩(wěn)頻低相噪振蕩器主要指標(biāo)要求(1)相位噪聲相位噪聲的計(jì)算公式為：最小噪聲系數(shù)模型公式：有源器件的噪聲指標(biāo)對(duì)振蕩器的相位噪聲有明顯的影響，在設(shè)計(jì)偏置電路時(shí)應(yīng)選用小電流工作模式；并選用高Q值振蕩電路基板與介質(zhì)諧振器，可以有效的優(yōu)化起振條件和相位噪聲指標(biāo)。根據(jù)此公式進(jìn)行理論計(jì)算，該介質(zhì)振蕩器在Ku波段相位噪聲：|Ku波段相位噪聲 毫米波相位噪聲 -106dBc/Hz@10KHz -100dBc/Hz@10KHz -100dBc/Hz@5KHz -94dBc/Hz@5KHz -84dBc/Hz@1KHz -78dBc/Hz@1KHz 相位噪聲滿足振動(dòng)余量和指標(biāo)分配的要求。(2)短期頻率穩(wěn)定度有源器件在加電后發(fā)熱造成S參數(shù)變化是影響介質(zhì)振蕩器的短期(開(kāi)機(jī))頻率穩(wěn)定度的主要原因，本方案采用的晶體管單管功耗在80mW左右，且電路基板具有較好的導(dǎo)熱性能，可以避免晶體管結(jié)溫的快速變化，提高介質(zhì)振蕩器的短期頻率穩(wěn)定度。(3)頻率溫度穩(wěn)定度介質(zhì)諧振器溫度系數(shù)的計(jì)算公式為：其中，為震蕩系統(tǒng)內(nèi)有源電路的頻率溫度系數(shù)，銅制屏蔽盒體內(nèi)晶體管的溫度系數(shù)在-1000pm/℃～-1500ppm/℃之間，β為介質(zhì)諧振器在系統(tǒng)內(nèi)的耦合系數(shù)，Q為介質(zhì)諧振器的有載Q值。通過(guò)HFSS對(duì)介質(zhì)諧振器的反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了建模仿真，建模及仿真結(jié)果圖如圖5所示，β值約為-5dB，Q值在1000左右。根據(jù)上述公式計(jì)算，需要選用溫度系數(shù)為+1.75ppm/℃～+2.625ppm/℃的介質(zhì)諧振器，可以實(shí)現(xiàn)全溫范圍內(nèi)頻率變化小于±1.5MHz，滿足分配指標(biāo)要求。(4)輸出功率方案采用的諧波振蕩器，其輸出的功率取決于晶體管的諧波輸出能力以及諧波提取電路的效率，其全溫條件下的輸出功率在-8dBm～-4dBm之間，滿足分配指標(biāo)要求。(5)抗振動(dòng)設(shè)計(jì) 介質(zhì)諧振器是一種高Q值器件，能量集中在介質(zhì)諧振器附近，為降低屏蔽盒在環(huán)境因素下形變對(duì)場(chǎng)分布的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)屏蔽盒腔體結(jié)構(gòu)并局部加強(qiáng)剛性，可以有效提高抗振動(dòng)性能，將近載頻相位噪聲的惡化量降低至25dB以內(nèi)。該本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙通道毫米波收發(fā)組件，包括穩(wěn)頻低相噪振蕩源、功分倍頻網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射支路、接收支路、電源電路，其特征在于，穩(wěn)頻低相噪振蕩源產(chǎn)生1路連續(xù)波信號(hào)；功分倍頻網(wǎng)絡(luò)將連續(xù)波信號(hào)功分為3路；發(fā)射支路功分后的1路信號(hào)經(jīng)0/π調(diào)相器調(diào)相、開(kāi)關(guān)調(diào)制后功分為兩路信號(hào)，并在0/π調(diào)相器輸出端耦合輸出檢測(cè)信號(hào)；接收支路將天線接收到的兩路回波信號(hào)與功分后信號(hào)下變頻后輸出，包括定向接收之路和全向接收支路；電源電路對(duì)收發(fā)組件進(jìn)行電源過(guò)壓、過(guò)流、反向保護(hù)、負(fù)電保護(hù)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙通道毫米波收發(fā)組件，包括穩(wěn)頻低相噪振蕩源、功分倍頻網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射支路、接收支路、電源電路，其特征在于，穩(wěn)頻低相噪振蕩源產(chǎn)生1路連續(xù)波信號(hào)；功分倍頻網(wǎng)絡(luò)將連續(xù)波信號(hào)功分為3路；發(fā)射支路功分后的1路信號(hào)經(jīng)0/π調(diào)相器調(diào)相、開(kāi)關(guān)調(diào)制后功分為兩路信號(hào)，并在0/π調(diào)相器輸出端耦合輸出檢測(cè)信號(hào)；接收支路將天線接收到的兩路回波信號(hào)與功分后信號(hào)下變頻后輸出，包括定向接收之路和全向接收支路；電源電路對(duì)收發(fā)組件進(jìn)行電源過(guò)壓、過(guò)流、反向保護(hù)、負(fù)電保護(hù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，功分倍頻網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)功分器將連續(xù)波信號(hào)功分為3路信號(hào)；功分倍頻網(wǎng)絡(luò)還包括放大器、隔離器、低通濾波器、帶通濾波器、倍頻器，具體連接方式為：第一放大器輸入端接連續(xù)波信號(hào)，輸出端接第一功分器將信號(hào)分為兩路，其中第一路依次經(jīng)過(guò)隔離器、低通濾波器、倍頻器和帶通濾波器后輸出至發(fā)射之路，第二路信號(hào)依次經(jīng)隔離器、低通濾波器后經(jīng)第二功分器再次功分為兩路，每一路經(jīng)倍頻器和帶通濾波器后分別輸出...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡建凱，戚友琴，鄧浩然，黃春森，孫毓?jié)?/a>，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京譽(yù)葆科技有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：江蘇;32
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