一种超外差三次变频宽带接收机

摘要

本发明公开了一种超外差三次变频宽带接收机，本发明的接收机包括基础模块和下变频模块；来自天线的8GHz～26.5GHz射频信号经过所述下变频模块进行一次变频转换为2GHz～8GHz信号；由下变频模块输出的2GHz～8GHz信号以及来自天线的20MHz～8GHz射频信号经过基础模块进行2次变频转换为二中频信号153.6MHz输出。本发明通过对20MHz～8GHz和8GHz～26.5GHz分别进行不同的变频处理，8GHz～26.5GHz与20MHz～8GHz处于不同模块中不会相互干扰，相较于传统的技术，本发明接收抗干扰能力更强，提高了灵敏度和线性度。

说明书

技术领域

本发明属于射频技术领域，具体涉及一种超外差三次变频宽带接收机。

背景技术

随着频谱监测频率的不断提高，对射频接收的工作频率也越来越高。

(1)传统的一次变频或者二次变频微波接收机的抗干扰能力较差，产品内高低频段信号极易造成互相干扰，降低产品灵敏度和线性度。

(2)由于8GHz～26.5GHz输入一般采用二次变频，内部方案较为复杂，对器件性能尤其是本振器件要求高，技术实现难度较大；

(3)由于频段扩展，与20MHz～8GHz模块不兼容，研发制造成本较高。

发明内容

为了解决现有微波接收机技术存在高低频段信号相互干扰的技术问题，本发明提供了一种超外差三次变频宽带接收机。

本发明通过下述技术方案实现：

一种超外差三次变频宽带接收机，该接收机包括基础模块和下变频模块；

来自天线的8GHz～26.5GHz射频信号经过所述下变频模块进行一次变频转换为2GHz～8GHz信号；

由下变频模块输出的2GHz～8GHz信号以及来自天线的20MHz～8GHz射频信号经过基础模块进行2次变频转换为二中频信号153.6MHz输出。

本发明通过对20MHz～8GHz和8GHz～26.5GHz分别进行不同的变频处理，即20MHz～8GHz采用传统2次变频方案，8GHz～26.5GHz采用了3次变频方案。8GHz～26.5GHz与20MHz～8GHz处于不同模块中不会相互干扰，相较于传统的技术，本发明接收抗干扰能力更强，提高了灵敏度和线性度。

优选的，本发明的下变频模块包括微波前端单元、微波一本振单元和微波一中频单元；

所述微波前端单元用于接收来自天线的8GHz～26.5GHz射频信号并对其进行预处理，并将预处理之后的射频信号与所述微波一本振单元产生的一本振信号进行混频，输出一中频信号；

所述微波一中频单元用于对所述一中频信号进行滤波和放大处理，输出2GHz～8GHz信号。

优选的，本发明的微波前端单元包括单刀多掷开关A、单刀多掷开关B、单刀多掷开关C、单刀多掷开关D、低噪声放大器A、低噪声放大器B、微波预选滤波器组、射频衰减器A、滤波器A和混频器A；

其中，所述低噪声放大器A和射频衰减器设置在所述单刀多掷开关A和单刀多掷开关B之间，所述微波预选滤波器组设置在所述单刀多掷开关C和单刀多掷开关D之间；

来自天线的8GHz～26.5GHz射频信号通过单刀多掷开关A选择进入所述低噪声放大器A进行放大处理或进入所述射频衰减器A进行衰减处理或不进行处理；经放大处理或衰减处理或不进行处理的信号依次经单刀多掷开关B和单刀多掷开关C选择进入所述微波预选滤波器组进行不同干扰信号滤波处理，经干扰信号滤波处理之后的信号通过所述低噪声放大器B进行功率放大处理后，再由所述滤波器A进行滤波处理后输入到所述混频器A进行混频处理。

优选的，本发明的微波一本振单元包括集成锁相环A和滤波器B；

所述集成锁相环A产生微波一本振信号；

所述滤波器B用于滤除所述微波一本振信号的低频干扰；

经所述滤波器B滤波处理之后的微波一本振信号输入到所述混频器A中进行混频处理；

所述混频器A将接收的射频信号与本振信号进行混频，输出一中频信号。

优选的，本发明的微波一中频单元包括滤波器C和中频放大器A；

所述滤波器C用于滤除所述混频器A输出的中频信号中8GHz以上的谐波或者其他干扰信号；

经所述滤波器C滤波处理之后的信号通过所述中频放大器A进行放大处理输出2GHz～8GHz信号。

优选的，本发明的基础模块包含射频前端单元、射频一本振单元、射频一中频单元、射频二本振单元和射频二中频单元；

所述射频前端单元用于接收来自天线的20MHz～8GHz射频信号或所述下变频模块输出的2GHz～8GHz信号并对接收的信号进行预处理；并将预处理之后的射频信号与所述射频一本振单元产生的一本振信号进行混频，输出一中频信号；

所述射频一中频单元用于对所述射频前端单元输出的中频信号进行放大和滤波处理，并将处理之后的信号与所述射频二本振单元产生的二本振信号进行混频，输出二中频信号153.6MHz；

所述射频二中频单元用于对所述二中频信号进行处理并输出。

优选的，本发明的射频前端单元包括单刀双掷开关、单刀多掷开关E、单刀多掷开关F、单刀多掷开关G、单刀多掷开关H、低噪声放大器C、低噪声放大器D、射频衰减器B、射频预选滤波器组、滤波器D和混频器B；

所述低噪声放大器C和射频衰减器B设置在所述单刀多掷开关E和单刀多掷开关F之间；所述射频预选滤波器组设置在所述单刀多掷开关G和单刀多掷开关H之间；

所述单刀双掷开关用于选择接收所述下变频模块输出的2GHz～8GHz信号还是来自天线的20MHz～8GHz射频信号；

输入的信号经单刀多掷开关E选择进入所述低噪声放大器C进行放大处理或进入所述射频衰减器B进行衰减处理或不进行处理；

经放大处理之后或衰减处理之后或不进行处理之后的信号依次经单刀多掷开关F和单刀多掷开关G选择进入所述射频预选滤波器组进行不同干扰信号滤波处理；

经不同干扰信号滤波处理之后的信号经单刀多掷开关H进入所述低噪声放大器D进行放大处理；

经低噪声放大器D处理之后的信号经过滤波器D滤波处理之后输入到所述混频器B中。

优选的，本发明的射频一本振单元包括集成锁相环B和滤波器E；

所述集成锁相环B用于产生一本振信号；

所述滤波器E用于滤除所述集成锁相环B产生的一本振信号频率以外的高频信号；

经所述滤波器E处理之后的一本振信号输入到所述混频器B中；

所述混频器B将输入的射频信号和一本振信号进行混频，产生一中频信号。

优选的，本发明的一中频单元包括一中频滤波器A、一中频滤波器B、一中频放大器A和混频器C；所述射频二本振单元包括集成锁相环C和滤波器F；

所述混频器B产生的一中频信号依次经过所述一中频滤波器A、一中频放大器A和一中频滤波器B处理之后进入所述混频器C，其中，所述一中频滤波器A和所述一中频滤波器B用于滤除二镜频信号和一中频信号的谐波；所述一中频放大器A用于对一中频信号的功率进行放大；

所述集成锁相环C用于产生二本振信号；

所述滤波器F用于滤除所述集成锁相环C产生的二本振信号的高频谐波；

经所述滤波器F处理之后的二本振信号输入到所述混频器C中；

所述混频器C将经过处理之后的一中频信号和二本振信号进行混频，产生二中频信号153.5MHz。

优选的，本发明的二中频单元包括二中频放大器A、二中频放大器B、二中频放大器C、中频滤波器A、中频滤波器B、中频滤波器C、单刀多掷开关L、单刀多掷开关M、中频衰减器A和中频衰减器B；

所述混频器C产生的二中频信号依次经过所述二中频放大器A和中频衰减器A处理之后进入单刀多掷开关L选择进入所述中频滤波器A或所述中频滤波器B或中频滤波器C进行滤波处理，之后通过单刀多掷开关M依次进入所述二中频放大器B、所述中频衰减器B和所述二中频放大器C进行处理输出153.5MHz信号。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明能够实现20MHz～26.5GHz范围内射频信号的接收、变频和放大,为整机提供高达80MHz带宽的中频信号。

2、本发明通过设置基础模块和下变频模块，使得8GHz～26.5GHz与20MHz～8GHz处于不同模块中不会相互干扰，本发明接收抗干扰能力较传统方案更强，提高了灵敏度和线性度。

3、本发明的方案简单，对器件性能要求也相对变得更低，降低了技术难度，增加了产品接收频率的适度性和经济性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的下变频模块电路原理框图。

图2为本发明的基础模块电路原理框图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-单刀多掷开关A，2-低噪声放大器A，3-射频衰减器A，4-单刀多掷开关B，5-单刀多掷开关C，6-微波预选滤波器组，7-单刀多掷开关D，8-低噪声放大器B，9-滤波器A，10-混频器A，11-集成锁相环A，12-滤波器B，13-滤波器C，14-中频放大器A，15-单刀双掷开关，16-单刀多掷开关E，17-低噪声放大器C，18-射频衰减器B，19-单刀多掷开关F，20-单刀多掷开关G，21-射频预选滤波器组，22-单刀多掷开关H，23-低噪放大器D，24-滤波器D，25-混频器B，26-集成锁相环B，27-滤波器E，28-一中频滤波器A，29-一中频放大器A，30-一中频滤波器B，31-混频器C，32-集成锁相环C，33-滤波器F，34-二中频放大器A，35-中频衰减器A，36-单刀多掷开关L，37-中频滤波器A，38-中频滤波器B，39-中频滤波器C，40-单刀多掷开关M，41-二中频放大器B，42-中频衰减器B，43-二中频放大器C。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

相较于传统的接收机技术，本实施例提出了一种超外差三次变频宽带接收机。本实施例的接收机包括基础模块和下变频模块；基础模块可直接接收20MHz～8GHz的射频信号，经过两次超外差变频为153.6MHz二中频信号输出；而下变频模块可接收8GHz～26.5GHz微波频段射频信号，经过一次变频为2GHz～8GHz的信号，然后输入到基础模块中再进行2次超外差变频，最终也为二中频信号153.6MHz输出。

本实施例的下变频模块包括微波前端单元、微波一本振单元以及微波一中频单元；本实施例的微波前端单元用于接收来自天线的8GHz～26.5GHz射频信号并对其进行预处理，并将预处理之后的射频信号与微波一本振单元产生的一本振信号进行混频，输出一中频信号；微波一中频单元用于对所述一中频信号进行滤波和放大处理，输出2GHz～8GHz信号。

具体如图1所示，本实施例的微波前端单元包括单刀多掷开关A、单刀多掷开关B、单刀多掷开关C、单刀多掷开关D、低噪声放大器A、低噪声放大器B、微波预选滤波器组、射频衰减器A、滤波器A和混频器A。

其中，本实施例的低噪声放大器A、射频衰减器A和直通通道设置在单刀多掷开关A和单刀多掷开关B之间，微波预选滤波器组设置在单刀多掷开关C和单刀多掷开关D之间。

来自天线的8GHz～26.5GHz射频信号通过单刀多掷开关A选择进入所述低噪声放大器A进行放大处理或进入所述射频衰减器A进行衰减处理或不进行处理(直通)；

经放大处理或衰减处理或不进行处理的信号依次经单刀多掷开关B和单刀多掷开关C选择进入微波预选滤波器组进行不同干扰信号滤波处理；本实施例中采用的微波预选滤波器组可以将不需要接收的截点、中频和镜频等干扰信号进行滤除。本实施例的微波预选滤波器组包括并联设置在单刀多掷开关C和单刀多掷开关D之间的预选滤波器A-D。

经干扰信号滤波处理之后的信号通过低噪声放大器B进行功率放大处理后，再由滤波器A进行滤波处理后输入到混频器A进行混频处理。

本实施例的微波一本振单元包括集成锁相环A和滤波器B。

集成锁相环A产生微波一本振信号；

滤波器B用于滤除所述微波一本振信号的低频干扰；

经滤波器B滤波处理之后的微波一本振信号输入到混频器A中进行混频处理；

混频器A将接收的射频信号与本振信号进行混频，输出一中频信号。

本实施例的微波一中频单元包括滤波器C和中频放大器A；

滤波器C用于滤除混频器A输出的中频信号中8GHz以上的谐波或者其他干扰信号；

经滤波器C滤波处理之后的信号通过中频放大器A进行放大处理输出2GHz～8GHz信号。

本实施例的基础模块包含射频前端单元、射频一本振单元、射频一中频单元、射频二本振单元和射频二中频单元；

本实施例的射频前端单元用于接收来自天线的20MHz～8GHz射频信号或所述下变频模块输出的2GHz～8GHz信号并对接收的信号进行预处理；并将预处理之后的射频信号与所述射频一本振单元产生的一本振信号进行混频，输出一中频信号；射频一中频单元用于对所述射频前端单元输出的中频信号进行放大和滤波处理，并将处理之后的信号与所述射频二本振单元产生的二本振信号进行混频，输出二中频信号153.6MHz；射频二中频单元用于对所述二中频信号进行处理并输出。

具体如图2所示，本实施例的射频前端单元包括单刀双掷开关、单刀多掷开关E、单刀多掷开关F、单刀多掷开关G、单刀多掷开关H、低噪声放大器C、低噪声放大器D、射频衰减器B、射频预选滤波器组、滤波器D和混频器B。

本实施例的低噪声放大器C、射频衰减器B和直通通道并联设置在所述单刀多掷开关E和单刀多掷开关F之间；本实施例的射频预选滤波器组(包括预选滤波器A-F)并联设置在所述单刀多掷开关G和单刀多掷开关H之间。

本实施例通过单刀双掷开关选择接收下变频模块输出的2GHz～8GHz信号还是来自天线的20MHz～8GHz射频信号；

输入的信号经单刀多掷开关E选择进入所述低噪声放大器C进行放大处理或进入所述射频衰减器B进行衰减处理或不进行处理(直通)；本实施例的射频衰减器B用于对20MHz～8GHz的输入大功率信号进行衰减。

经放大处理之后或衰减处理之后或不进行处理(直通)之后的信号依次经单刀多掷开关F和单刀多掷开关G选择进入射频预选滤波器组进行不同干扰信号滤波处理；本实施例的射频预选滤波器组用于对输入信号进行分段滤波，滤除不需要的截点、中频和镜频等干扰信号。

经不同干扰信号滤波处理之后的信号经单刀多掷开关H进入低噪声放大器D进行放大处理；

经低噪声放大器D处理之后的信号经过滤波器D滤波处理之后输入到混频器B中。

本实施例的射频一本振单元包括集成锁相环B和滤波器E；

集成锁相环B用于产生一本振信号；

滤波器E用于滤除集成锁相环B产生的一本振信号频率以外的高频信号；

经滤波器E处理之后的一本振信号输入到混频器B中；

混频器B将输入的射频信号和一本振信号进行混频，产生一中频信号。

本实施例的一中频单元包括一中频滤波器A、一中频滤波器B、一中频放大器A和混频器C；所述射频二本振单元包括集成锁相环C和滤波器F；

混频器B产生的一中频信号依次经过一中频滤波器A、一中频放大器A和一中频滤波器B处理之后进入混频器C，其中，一中频滤波器A和一中频滤波器B用于滤除二镜频信号和一中频信号的谐波；一中频放大器A用于对一中频信号的功率进行放大；

集成锁相环C用于产生二本振信号；

滤波器F用于滤除集成锁相环C产生的二本振信号的高频谐波；

经滤波器F处理之后的二本振信号输入到混频器C中；

混频器C将经过处理之后的一中频信号和二本振信号进行混频，产生二中频信号153.5MHz。

本实施例的二中频单元包括二中频放大器A、二中频放大器B、二中频放大器C、中频滤波器A、中频滤波器B、中频滤波器C、单刀多掷开关L、单刀多掷开关M、中频衰减器A和中频衰减器B。

本实施例的中频滤波器A、中频滤波器B和中频滤波器C并联设置在单刀多掷开关L和单刀多掷开关M之间。

本实施例的混频器C产生的二中频信号依次经过二中频放大器A和中频衰减器A处理之后通过单刀多掷开关L选择进入中频滤波器A或中频滤波器B或中频滤波器C进行滤波处理，之后通过单刀多掷开关F1依次进入二中频放大器B、中频衰减器B和二中频放大器C进行处理输出153.5MHz信号。

本实施例的中频衰减器A和中频衰减器B用于对二中频信号进行衰减和增益补偿。

本实施例的中频滤波器A、中频滤波器B和中频滤波器C用于滤除中频带外的无关信号，将信号宽带缩小为需要的宽带。

本实施例的二中频放大器A、二中频放大器B和二中频放大器C用于将二中频信号功率进行放大以输出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。