一種小型化微波收發信道裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型化微波收發信道裝置，它涉及通信領域中的中等容量小型微波通信信道設備。它由晶振參考源、頻率綜合器、本振切換開關、電源管理單元、差分濾波器、射頻調制器、數控衰減器、發射濾波放大單元、功率放大器、耦合器、發檢波器、射頻收發開關、射頻濾波器、低噪聲放大器、接收濾波放大單元、一級混頻器單元、自動增益控制放大器等部件組成。它采用高度集成的單片微波集成電路實現微波通信信道的小型化目的。它具有集成化程度高、輕便小巧、操作控制方便、性能穩定可靠、通用性好等優點，特別適用于中等容量微波通信系統中彈載和手持移動通信時作為微波收發信道的裝置。
【專利說明】一種小型化微波收發信道裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及微波通信領域中的一種小型化微波收發信道裝置，特別適用于上變頻、下變頻、綜合器、功率放大器、低噪聲放大器、自動增益控制放大器和晶振參考源為一體的小型化微波通信系統中作微波通信收發信道裝置。
【背景技術】
[0002]傳統的微波通信收發信道裝置由于集成度低、結構復雜、缺乏電源管理，各單元以電纜連接，成本高，基本均采用機箱或插件的應用形式，由此造成的設備功耗高、體積大的缺點，極大的限制了微波通信在各領域中的廣泛應用。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于避免上述【背景技術】中的不足之處而提供一種采用了可關閉的微波功率放大器、混頻器、濾波放大單元，低功耗的晶振參考源，省電性能好；采用了集成的頻率綜合器，集成檢波功能的可變增益放大器，無內部電纜連接，集成度高的一種小型化微波收發信道裝置。本實用新型還具有體積小、結構簡單、可靠性高等特點。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:一種小型化微波收發信道裝置，包括晶振參考源1、頻率綜合器2、本振切換開關3、電源管理單元4、差分濾波器5、射頻調制器6、數控衰減器7、發射濾波放大單元8、功率放大器9、耦合器10、發檢波器11、射頻收發開關12、射頻濾波器13、低噪聲放大器14、接收濾波放大單元15和一級混頻器單元16，其特征在于:還包括自動增益控制放大器17，其中差分濾波器5對外部送來的IQ差分信號進行差分濾波處理，并將濾波處理后的信號輸送給射頻調制器6 ;射頻調制器6利用本振切換開關3的送來的本振信號將輸入的差分信號調制成射頻信號輸出至數控衰減器7 ;數控衰減器7對射頻調制器6的送來的射頻信號進行功率衰減控制處理，并將處理后的信號輸送給發射濾波放大單元8 ;發射濾波放大單元8對數控衰減器7送來的信號進行濾波和小信號放大處理，并將處理后的信號輸送給功率放大器9;功率放大器9對發射濾波放大單元8送來的信號進行大功率放大，并將放大后的信號輸送給耦合器10 ;耦合器10將功率放大器9輸出的大功率信號輸送給射頻收發開關12，并耦合出一路小功率信號送給發檢波器11 ;檢波器11將耦合器10送來的射頻信號轉換成直流電壓信號；射頻收發開關12用來完成收發射頻信號的切換，當發信道工作時，將耦合器10送來的大功率信號輸送到射頻濾波器13，當收信道工作時，將射頻濾波器13送過來的信號輸送到低噪聲放大器14 ;射頻濾波器13對發射的大功率信號或接收的信號進行濾波處理；低噪聲放大器14對接收到的信號進行低噪聲放大處理，處理完成的信號輸送給接收濾波放大單元15 ;接收濾波放大單元15對低噪聲放大器14輸送過來的信號進行濾波和信號放大處理，處理完成后的信號輸送給一級混頻器單兀16 ;一級混頻器單兀16將接收濾波放大單兀15輸送來的射頻信號與本振切換開關3輸送過來的本振信號進行混頻，獲得一個高中頻信號輸送給自動增益控制放大器17 ;晶振參考源I用來產生高頻率穩定度和低相位噪聲的參考信號輸送給頻率綜合器2 ;頻率綜合器2以晶振參考源I送來的信號為參考產生混頻所需的本振信號并將射頻端口輸出的信號輸送給本振切換開關3 ;本振切換開關3用以切換本振信號送給射頻調制器6或一級混頻器單元16 ;頻率綜合器2的中頻端口輸出中頻本振信號給自動增益控制放大器17 ;電源管理單元4的一個輸出端口輸出高低電平分別至射頻調制器6的使能端口、發射濾波放大單元8的使能端口、功率放大器9的使能端口和發檢波器11的使能端口，電源管理單元4的另一輸出端口輸出高低電平分別至本振切換開關3的切換控制端口、射頻收發開關12的切換控制端口、低噪聲放大器14的使能端口、接收濾波放大單元15的使能端口、一級混頻器單元16的使能端口和自動增益控制放大器17的使能端口。
[0005]其中，自動增益控制放大器17包括一級中頻濾波器18、一級可變增益放大器19、二級中頻濾波器20、二級混頻器單元21、低通濾波器22和二級可變增益放大器23 ;其中一級中頻濾波器18對一級混頻器單元16送來的高中頻信號進行帶通濾波處理，處理完成后將信號送給一級可變增益放大器19 ;一級可變增益放大器19對一級中頻濾波器18送來的信號進行功率放大處理，放大后的信號送給二級中頻濾波器20 ;二級中頻濾波器20將一級可變增益放大器19送來的信號進行帶通濾波處理，處理完成后將信號送給二級混頻器單元21 ;二級混頻器單元21將二級中頻濾波器20濾波處理后的信號與頻率綜合器2的中頻端口輸出的中頻本振信號進行混頻，獲得低中頻信號送給低通濾波器22 ；電源管理單元4將高低電平輸出至二級混頻器單元21的使能端口 ；低通濾波器22對二級混頻器單元21送來的低中頻信號做低通濾波處理，處理完成后將信號送給二級可變增益放大器23 ;二級可變增益放大器23對低通濾波器22送來的信號進行功率放大處理后送給外部作進一步的處理，其中二級可變增益放大器23可對其輸出的信號進行功率檢測，檢測獲得的信號反饋給二級可變增益放大器23和一級可變增益放大器19的增益控制端口，使它們根據中頻信號的大小具有可變的增益。
[0006]本實用新型相比【背景技術】具有如下優點:
[0007]1.本實用新型實現了晶振參考源1、頻率綜合器2、本振切換開關3、電源管理單元4、差分濾波器5、射頻調制器6、數控衰減器7、發射濾波放大單元8、功率放大器9、耦合器
10、發檢波器11、射頻收發開關12、射頻濾波器13、低噪聲放大器14、接收濾波放大單元15、一級混頻器單元16、自動增益控制放大器17各部分在同一塊印制板上的物理連接，省去了電纜，從而減少了連接造成的功率損耗，提高了設備的實際使用的效率，節省的成本，還可以提高系統抗沖擊振動能力，減少裝配的難度。
[0008]2.本實用新型實現了射頻調制器6、數控衰減器7、發射濾波放大單元8、功率放大器9、發檢波器11、低噪聲放大器14、接收濾波放大單元15、一級混頻器單元16、自動增益控制放大器17各部分的可關閉功能，解決了各部分空閑時間消耗電能的問題，極大提高系統的效率，增加了通信的時間。
[0009]3.本實用新型集成了擁有雙VCO和雙輸出的頻率綜合器2，方便配置，能夠配置出多種使用頻率，擴展了微波設備的使用領域。
[0010]4.本實用新型集成了自動增益控制放大器17，提高了系統的接收動態范圍，自動增益控制放大器17內部擁有二級混頻器單元20，將增益分配在中低兩個部分，提高接收信號的平坦度，增加了通信的可靠性。
[0011]5.本實用新型實現了射頻調制器6、一級混頻器單元16、二級混頻器單元20變頻過程中對本振的較低電平要求和對本振的較高抑制，減輕了后級對本振抑制的壓力。
[0012]6.本實用新型實現了微波收發信道的模塊化，集成化程度高，體積小，重量輕，性能穩定可靠，維修方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型實施例的電原理方框圖。
[0014]圖2是本實用新型自動增益控制放大器17實施例的電原理方框圖。
【具體實施方式】
[0015]參照圖1至圖2，本實用新型由晶振參考源1、頻率綜合器2、本振切換開關3、電源管理單元4、差分濾波器5、射頻調制器6、數控衰減器7、發射濾波放大單元8、功率放大器9、耦合器10、發檢波器11、射頻收發開關12、射頻濾波器13、低噪聲放大器14、接收濾波放大單元15、一級混頻器單元16、自動增益控制放大器17組成，圖1是本實用新型實施例的電原理方框圖，實施例按圖1連接線路。圖1中差分濾波器5的作用是對調制器送來的IQ差分信號濾波，濾波后分別輸出到射頻調制器6的輸入端口，射頻調制器6將信號通過本振由中頻調制到射頻；數控衰減器7的作用是通過衰減控制發射信號的大小，通過衰減控制的信號進入發射濾波放大單元8的輸入端口，發射濾波放大單元8對信號進行射頻濾波和小信號放大然后通過輸出端口輸入給功率放大器9的輸入端口 ；功率放大器9的的作用是將信號放大到足夠大的功率，輸出端口與耦合器10的輸入端口相連；耦合器10的耦合端口與發檢波器的輸入端口相連，耦合出一定比例的信號給發檢波器11，使發檢波器11能夠檢測出發射信號功率的大小；射頻收發開關12的作用是對收發信號進行切換，它的一個分端口與耦合器10的輸出端口相連、一個分端口與低噪聲放大器14的輸入端口相連、總端口與射頻濾波器13的一個端口相連；低噪聲放大器14的作用是對接收到的小信號進行低噪聲放大，它的輸出端口與接收濾波放大單元15的輸入端口相連；一級混頻器單元16的射頻輸入端口與接收濾波放大單元15的輸出端口相連、輸出端口與自動增益控制放大器17輸入端口相連；晶振參考源I的輸出端口與頻率綜合器2的參考輸入端口相連；本振切換開關3的總端口與頻率綜合器2的射頻輸出端口相連、一個分端口與射頻調制器6的本振輸入端口相連、一個分端口與一級混頻器單元16的本振輸入端口相連；頻率綜合器2的中頻輸出端口與自動增益控制放大器17中的二級混頻器單元21本振入口相連；電源管理單元4的一個輸出端口與射頻調制器6的使能端口、發射濾波放大單元8的使能端口、功率放大器9的使能端口、發檢波器11的使能端口相連，一個輸出端口與本振切換開關3的切換控制端口、射頻收發開關12的切換控制端口、低噪聲放大器14的使能端口、接收濾波放大單元15的的使能端口、一級混頻器單元16的使能端口、自動增益控制放大器17中的二級混頻器單元21的使能端口相連。
[0016]圖2是本實用新型自動增益控制放大器17實施例的電原理方框圖。圖2中，自動增益控制放大器17的作用主要是將接收到的不同電平信號放大控制到同一電平以便輸出給解調器，它包括一級中頻濾波器18、一級可變增益放大器19、二級混頻器單元20、低通濾波器21、二級可變增益放大器22，其中一級中頻濾波器18的輸入端口與一級混頻器單元16的輸出端口相連、輸出端口與一級可變增益放大器19的輸入端口相連；二級中頻濾波器20的輸入端口與一級可變增益放大器19的輸出端口相連、輸出端口與二級混頻器單元21的輸入端口相連；低通濾波器22的輸入端口與二級混頻器單元21的輸出端口相連、輸出端口與二級可變增益放大器23的輸入端口相連；二級可變增益放大器23的檢波端口與一級可變增益放大器19的增益控制端口和二級可變增益放大器23的增益控制端口相連，這樣兩級變增益放大器可以控制在相同的增益，確保信號有的更小的失真度。
[0017]本實用新型的頻率綜合器2采用Silicon Laboratories公司的Si4136應用于無線通信的集成多VCO的射頻綜合器制成，提高了設備的集成度，減輕了設備的重量。
[0018]本實用新型晶振參考源1、輸出端頻率f給頻率綜合器2提供高穩定的IOMHz參考源，晶振參考源I采用C-MAC公司的CFPT-9000系列晶振，既保證了參考源的穩定度，又減少了功耗。
[0019]本實用新型集成在一塊長度為65毫米、寬度尺寸為45毫米、高度為10毫米的印制板上。
【權利要求】
1.一種小型化微波收發信道裝置，包括晶振參考源(I)、頻率綜合器(2)、本振切換開關(3)、電源管理單元(4)、差分濾波器(5)、射頻調制器(6)、數控衰減器(7)、發射濾波放大單元(8)、功率放大器(9)、耦合器(10)、發檢波器(11)、射頻收發開關(12)、射頻濾波器(13)、低噪聲放大器(14)、接收濾波放大單元(15)和一級混頻器單元(16)，其特征在于:還包括自動增益控制放大器(17)，其中差分濾波器(5)對外部送來的IQ差分信號進行差分濾波處理，并將濾波處理后的信號輸送給射頻調制器(6);射頻調制器(6)利用本振切換開關(3)的送來的本振信號將輸入的差分信號調制成射頻信號輸出至數控衰減器(7);數控衰減器(7)對射頻調制器(6)的送來的射頻信號進行功率衰減控制處理，并將處理后的信號輸送給發射濾波放大單元(8);發射濾波放大單元(8)對數控衰減器(7)送來的信號進行濾波和小信號放大處理，并將處理后的信號輸送給功率放大器(9);功率放大器(9)對發射濾波放大單元(8)送來的信號進行大功率放大，并將放大后的信號輸送給耦合器(10);耦合器(10)將功率放大器(9)輸出的大功率信號輸送給射頻收發開關(12)，并耦合出一路小功率信號送給發檢波器(11);檢波器(11)將耦合器(10 )送來的射頻信號轉換成直流電壓信號；射頻收發開關(12)用來完成收發射頻信號的切換，當發信道工作時，將耦合器(10)送來的大功率信號輸送到射頻濾波器(13)，當收信道工作時，將射頻濾波器(13)送過來的信號輸送到低噪聲放大器(14);射頻濾波器(13)對發射的大功率信號或接收的信號進行濾波處理；低噪聲放大器(14)對接收到的信號進行低噪聲放大處理，處理完成的信號輸送給接收濾波放大單元(15);接收濾波放大單元(15)對低噪聲放大器(14)輸送過來的信號進行濾波和信號放大處理，處理完成后的信號輸送給一級混頻器單元(16)級混頻器單元(16)將接收濾波放大單元(15)輸送來的射頻信號與本振切換開關(3)輸送過來的本振信號進行混頻，獲得一個高中頻信號輸送給自動增益控制放大器(17);晶振參考源(I)用來產生高頻率穩定度和低相位噪聲的參考信號輸送給頻率綜合器(2);頻率綜合器(2)以晶振參考源(I)送來的信號為參考產生混頻所需的本振信號并將射頻端口輸出的信號輸送給本振切換開關(3);本振切換開關(3)用以切換本振信號送給射頻調制器(6)或一級混頻器單元(16);頻率綜合器(2)的中頻端口輸出中頻本振信號給自動增益控制放大器(17);電源管理單元(4)的一個輸出端口輸出高低電平分別至射頻調制器(6)的使能端口、發射濾波放大單元(8)的使能端口、功率放大器(9)的使能端口和發檢波器(11)的使能端口，電源管理單元(4)的另一輸出端口輸出高低電平分別至本振切換開關(3)的切換控制端口、射頻收發開關(12)的切換控制端口、低噪聲放大器(14)的使能端口、接收濾波放大單元(15)的使能端口、一級混頻器單元(16)的使能端口和自動增益控制放大器(17)的使能端口。
2.根據權利要求1所述的一種小型化微波收發信道裝置，其特征在于:自動增益控制放大器(17)包括一級中頻濾波器(18)、一級可變增益放大器(19)、二級中頻濾波器(20)、二級混頻器單元(21)、低通濾波器(22)和二級可變增益放大器(23);其中一級中頻濾波器(18)對一級混頻器單元(16)送來的高中頻信號進行帶通濾波處理，處理完成后將信號送給一級可變增益放大器(19);一級可變增益放大器(19)對一級中頻濾波器(18)送來的信號進行功率放大處理，放大后的信號送給二級中頻濾波器(20) ;二級中頻濾波器(20)將一級可變增益放大器(19)送來的信號進行帶通濾波處理，處理完成后將信號送給二級混頻器單元(21) ;二級混頻器單元(21)將二級中頻濾波器(20)濾波處理后的信號與頻率綜合器(2)的中頻端口輸出的中頻本振信號進行混頻，獲得低中頻信號送給低通濾波器(22);電源管理單元(4)將高低電平輸出至二級混頻器單元(21)的使能端口 ；低通濾波器(22)對二級混頻器單元(21)送來的低中頻信號做低通濾波處理，處理完成后將信號送給二級可變增益放大器(23) ;二級可變增益放大器(23)對低通濾波器(22)送來的信號進行功率放大處理后送給外部作進一步的處理，其中二級可變增益放大器(23)可對其輸出的信號進行功率檢測，檢測獲得的信號反饋給二級可變增益放大器(23)和一級可變增益放大器(19)的增益控制端口，使它們根據中`頻信號的大小具有可變的增益。
【文檔編號】H04B1/40GK203537380SQ201320707640
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】于乃益, 吳俊晨, 郭志昆 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所