專利名稱：低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)， 系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)分米波進(jìn)行兩次變頻處理，輸出指定的中頻(IF)信號(hào)，并具有噪聲低、同時(shí)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大處理。
背景技術(shù)：
伴隨信息現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，通信技術(shù)與我們的生活聯(lián)系越來(lái)越密切，近代工業(yè)、 商業(yè)、軍事的發(fā)展，原始的通信手段不能滿足日益增長(zhǎng)的需求。隨著香農(nóng)信息論，糾錯(cuò)編碼理論，調(diào)制理論，信號(hào)檢測(cè)理論，信號(hào)與噪聲理論，信源統(tǒng)計(jì)特性理論等通信專業(yè)理論的研究與發(fā)展，使通信產(chǎn)業(yè)有了飛速發(fā)展。微波信號(hào)在沿線路的傳輸過(guò)程中會(huì)受到外界的和通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾，噪聲和信號(hào)混合后難以分開，從而使得通信質(zhì)量下降。線路越長(zhǎng)，噪聲的積累也就越多。并且傳統(tǒng)的信號(hào)接收系統(tǒng)體積較大，工作可靠性較差，往往給使用帶來(lái)麻煩。因此，普遍存在信號(hào)接收機(jī)體積大，工作可靠性差，噪聲較高，影響信號(hào)接收質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)當(dāng)前信號(hào)變頻接收系統(tǒng)體積較大，系統(tǒng)內(nèi)部存在頻率串?dāng)_， 噪聲系數(shù)相對(duì)較高的問(wèn)題，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)提高系統(tǒng)工作的可靠性，實(shí)現(xiàn)分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)并減小整個(gè)系統(tǒng)體積，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整電路設(shè)計(jì)參數(shù)，在保證同等增益的前提下，使噪聲系數(shù)最優(yōu)化，降低信號(hào)接收過(guò)程中受到外界的和通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲串?dāng)_以及信號(hào)變頻過(guò)程中帶來(lái)的諧波雜散的問(wèn)題，從而提高信號(hào)的接收質(zhì)量。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)，包括本振模塊和接收通道模塊，其特征在于，所述本振模塊包括一本振電路LOl和二本振電路L02，所述接收通道模塊包括低噪聲放大器、射頻濾波器、匹配網(wǎng)絡(luò)、第一混頻器、 第一中頻濾波器、第二混頻器和第二中頻濾波器；本振模塊和接收通道模塊分別采用相互獨(dú)立的腔體作為電路安裝基體，安裝本振模塊的腔體通過(guò)金屬隔段形成三個(gè)結(jié)構(gòu)空間，分別為二本振空間，恒溫晶振空間，一本振電路空間；安裝接收通道模塊的腔體通過(guò)金屬隔段形成五個(gè)結(jié)構(gòu)空間，分別為射頻濾波器空間，第一混頻器空間，第一中頻濾波器空間，第二混頻器空間，第二中頻濾波器空間；接收通道模塊和本振模塊之間通過(guò)射頻線連接；分米波信號(hào)通過(guò)兩次混頻、三次濾波，多次放大將變頻為固定頻率的中頻(IF)信號(hào)；分米波信號(hào)被系統(tǒng)接收后，依次經(jīng)射頻腔體內(nèi)的電路進(jìn)行放大濾波處理、第一混頻器混頻、一中頻放大濾波處理、第二混頻器混頻、中頻放大濾波并進(jìn)行阻抗匹配后得到指定的中頻(IF)信號(hào)；其處理過(guò)程包括a)分米波信號(hào)進(jìn)入接收通道模塊I后，先 經(jīng)過(guò)低噪聲放大器將接收到的分米波信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)放大；b)分米波信號(hào)放大后經(jīng)射頻濾波器濾除帶外雜波，從而降低外界給系統(tǒng)帶來(lái)的干擾；c)經(jīng)放大和濾波后的分米波信號(hào)經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)匹配后與本振模塊中的一本振電路LOl 的本振信號(hào)一起送入第一混頻器中進(jìn)行混頻，輸出一中頻信號(hào)；d)由低噪聲放大器和第一中頻濾波器將一中頻信號(hào)放大、濾波，與本振模塊中的二本振電路L02的本振信號(hào)一起送入第二混頻器中進(jìn)行混頻，得到中頻信號(hào)；e)將經(jīng)第二混頻器混頻后得到的中頻信號(hào)再送到低噪聲放大器放大，放大后的中頻信號(hào)經(jīng)第二中頻濾波器濾波，然后通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)匹配，得到低噪聲系數(shù)，高信號(hào)質(zhì)量的中頻信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分米波信號(hào)的變頻放大。
低噪聲放大器選用mini公司的ERA系列低噪聲放大器。
接收通道的腔體采用金屬結(jié)構(gòu)，按照所安裝電路頻率的不同劃分成若干個(gè)腔室， 電路印制板安裝在腔室底部，使用螺釘緊固；本振模塊的安裝腔體，劃分成若干個(gè)腔室，其中恒溫晶振為一本振和二本振提供基準(zhǔn)參考源，一本振和二本振分別位于獨(dú)立的腔體內(nèi)。
本發(fā)明的有益效果是，減小了低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)的體積，系統(tǒng)小巧、輕便，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。同時(shí)電路合理設(shè)計(jì)和腔體結(jié)構(gòu)保證了系統(tǒng)低噪聲， 高信號(hào)變頻接收質(zhì)量，大大降低了信號(hào)接收的誤碼率，確保了信號(hào)接收的可靠性。


圖1是系統(tǒng)|旲塊連接不意圖；圖2是基本原理框圖；圖3是接收通道腔體結(jié)構(gòu)平面示意圖；圖4是本振模塊腔體結(jié)構(gòu)平面示意圖。
圖中1.接收通道模塊，2.本振模塊；11.低噪聲放大器，12.射頻濾波器 (BPF)，13.匹配網(wǎng)絡(luò)，14.第一混頻器(HSP20)，15.第一中頻濾波器(BPFl)，16.第二混頻器(HSP3A)，17.第二中頻濾波器(BPF2) ；21.射頻部分結(jié)構(gòu)腔體，22.第一混頻器結(jié)構(gòu)腔體，23. —中頻結(jié)構(gòu)腔體，24.第二混頻結(jié)構(gòu)腔體，25.中頻結(jié)構(gòu)腔體；31. 二本振腔體， 32.恒溫晶振腔體，33. —本振腔體。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本系統(tǒng)做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，系統(tǒng)模塊連接示意圖。分米波信號(hào)被系統(tǒng)接收后，經(jīng)射頻腔體內(nèi)的電路進(jìn)行放大濾波處理，第一混頻器混頻得到一中頻信號(hào)，一中頻信號(hào)在一中頻腔體內(nèi)經(jīng)電路放大濾波處理，第二混頻器混頻得到中頻(IF)信號(hào)，中頻(IF)信號(hào)放大濾波并進(jìn)行阻抗匹配后得到指定的中頻(IF)信號(hào)。
如圖2所示， 低噪聲信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)包括接收通道I和本振模塊2。接收通道和本振模塊之間的信號(hào)連接通過(guò)專用射頻線連接，有效的屏蔽外界干擾保證信號(hào)純凈。 所述接收通道I實(shí)現(xiàn)分米波信號(hào)的變頻放大功能，尤其是降低系統(tǒng)噪聲的關(guān)鍵。射頻信號(hào)進(jìn)入接收通道后，先經(jīng)過(guò)低噪聲放大器11將接收到的信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)放大，按照放大器級(jí)聯(lián)理論，此低噪聲放大器是降低噪聲系數(shù)的關(guān)鍵，應(yīng)就具有增益高，噪聲系數(shù)低的特點(diǎn)，選用mini公司的ERA系列低噪聲放大器，信號(hào)放大后經(jīng)射頻濾波器12濾除帶外雜波，從而降低外界給系統(tǒng)帶來(lái)的干擾，經(jīng)放大和濾波后的信號(hào)經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)13后與本振模塊2中的一本振LOl在第一混頻器14中進(jìn)行混頻,輸出一中頻信號(hào)。
此時(shí)經(jīng)過(guò)濾波、匹配和混頻后信號(hào)幅度會(huì)有所損耗，同時(shí)在混頻過(guò)程中由于非線性器件混頻器14自身特性將產(chǎn)生我們不希望出現(xiàn)的諧波信號(hào)，因此對(duì)于一中頻信號(hào)要經(jīng)過(guò)低噪聲放大器11、一中頻濾波器15和匹配網(wǎng)絡(luò)13后，將一中頻信號(hào)再次放大并濾除系統(tǒng)自身帶來(lái)的諧波干擾與本振模塊2中的二本振L02在第二混頻器16中進(jìn)行混頻，得到中頻信號(hào)。同樣的經(jīng)過(guò)低噪聲放大器11、中頻濾波器17和匹配網(wǎng)絡(luò)13后，得到低噪聲系數(shù)，高信號(hào)質(zhì)量的中頻信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分米波信號(hào)的變頻放大。
特別指出，接收通道設(shè)計(jì)中，依據(jù)放大器級(jí)聯(lián)理論，除第一級(jí)低噪聲放大器11對(duì)降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)有重要意義外，在保證正常工作的區(qū)域內(nèi)，每一級(jí)的低噪聲放大器應(yīng)在濾波器和匹配網(wǎng)絡(luò)之前，這種連接方式在系統(tǒng)通路較長(zhǎng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)噪聲系數(shù)的改善，是很明顯的。圖1中虛線框所示意，表示在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，所屬器件在同一金屬腔體內(nèi)，從而降低了射頻信號(hào)、一中頻信號(hào)和中頻(IF)信號(hào)相互間的串?dāng)_。
如圖3所示，為接收通道腔體結(jié)構(gòu)平面示意，采用金屬結(jié)構(gòu)，按照電路的不同頻率部分劃分成腔體，電路印制板由底部安裝，使用螺釘緊固，大面積地與腔體完好接觸。印制板安裝好后，安裝盒體的上下蓋板。各腔體間連接的微帶線和電源線，僅由腔體底部開1.5mm高的矮槽，既不影響腔體間的隔離，又很好的避免了微帶線、電源線與地發(fā)生短路，這種設(shè)計(jì)有效的抑制了不同頻率間的相互干擾，此措施提高了接收信號(hào)的質(zhì)量。
如圖4所示，為本振腔體平面結(jié)構(gòu)示意，其中恒溫晶振為一本振和二本振提供基準(zhǔn)參考源，一本振和二本振分別位于獨(dú)立的腔體內(nèi)，有效的隔離了本振信號(hào)間的相互干擾。
安裝本振模塊2的腔體通過(guò)金屬隔段形成三個(gè)結(jié)構(gòu)空間，分別為二本振空間31， 恒溫晶振空間32，一本振電路空間33。
安裝接收通道模塊I的腔體通過(guò)金屬隔段形成五個(gè)結(jié)構(gòu)空間，分別為射頻濾波器空間21，第一混頻器空間22，第一中頻濾波器空間23，第二混頻器空間24，第二中頻濾波器空間25。
接收通道模塊2和本振模塊I之間通過(guò)射頻線連接；低噪聲放大器11選用mini 公司的ERA系列低噪聲放大器。
接收通道I的腔體采用金屬結(jié)構(gòu)，按照所安裝電路頻率的不同劃分成若干個(gè)腔室，電路印制板安裝在腔室底部，使用螺釘緊固；本振模塊2的安裝腔體，劃分成若干個(gè)腔室，其中恒溫晶振為一本振和二本振提供基準(zhǔn)參考源，一本振和二本振分別位于獨(dú)立的腔體內(nèi)。
根據(jù)上述說(shuō)明，結(jié) 合本領(lǐng)域技術(shù)可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案。
權(quán)利要求
1.低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)，包括本振模塊(2)和接收通道模塊(1)，其特征在于，所述本振模塊(2)包括一本振電路LOl和二本振電路L02，所述接收通道模塊(I) 包括低噪聲放大器(11)、射頻濾波器(12)、匹配網(wǎng)絡(luò)(13)、第一混頻器(14)、第一中頻濾波器(15)、第二混頻器(16)和第二中頻濾波器；本振模塊(2)和接收通道模塊(I)分別采用相互獨(dú)立的腔體作為電路安裝基體，安裝本振模塊(2)的腔體通過(guò)金屬隔段形成三個(gè)結(jié)構(gòu)空間，分別為二本振空間(31)，恒溫晶振空間(32)，一本振電路空間(33);安裝接收通道模塊(I)的腔體通過(guò)金屬隔段形成五個(gè)結(jié)構(gòu)空間，分別為射頻濾波器空間(21)，第一混頻器空間(22)，第一中頻濾波器空間(23)，第二混頻器空間(24)，第二中頻濾波器空間(25);接收通道模塊(2)和本振模塊(I)之間通過(guò)射頻線連接；分米波信號(hào)通過(guò)兩次混頻、三次濾波，多次放大將變頻為固定頻率的中頻(IF)信號(hào)；分米波信號(hào)被系統(tǒng)接收后，依次經(jīng)射頻腔體內(nèi)的電路進(jìn)行放大濾波處理、第一混頻器混頻、一中頻放大濾波處理、第二混頻器混頻、中頻放大濾波并進(jìn)行阻抗匹配后得到指定的中頻(IF)信號(hào)；其處理過(guò)程包括a)分米波信號(hào)進(jìn)入接收通道模塊(I)后，先經(jīng)過(guò)低噪聲放大器(11)將接收到的分米波信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)放大；b)分米波信號(hào)放大后經(jīng)射頻濾波器(12)濾除帶外雜波，從而降低外界給系統(tǒng)帶來(lái)的干擾；c)經(jīng)放大和濾波后的分米波信號(hào)經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)(13)匹配后與本振模塊(2)中的一本振電路LOl的本振信號(hào)一起送入第一混頻器(14)中進(jìn)行混頻,輸出一中頻信號(hào)；d)由低噪聲放大器(11)和第一中頻濾波器(15)將一中頻信號(hào)再次放大、濾波，與本振模塊(2)中的二本振電路L02的本振信號(hào)一起送入第二混頻器(16)中進(jìn)行混頻，得到中頻信號(hào);e)將經(jīng)第二混頻器(16)混頻后得到的中頻信號(hào)再送到低噪聲放大器(11)放大，放大后的中頻信號(hào)經(jīng)第二中頻濾波器(17)濾波，然后通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)(13)匹配，得到低噪聲系數(shù)，高信號(hào)質(zhì)量的中頻信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分米波信號(hào)的變頻放大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)，其特征在于低噪聲放大器(11)選用mini公司的ERA系列低噪聲放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)，其特征在于接收通道(I)的腔體采用金屬結(jié)構(gòu)，按照所安裝電路頻率的不同劃分成若干個(gè)腔室，電路印制板安裝在腔室底部，使用螺釘緊固；本振模塊(2)的安裝腔體，劃分成若干個(gè)腔室，其中恒溫晶振為一本振和二本振提供基準(zhǔn)參考源，一本振和二本振分別位于獨(dú)立的腔體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低噪聲分米波信號(hào)變頻放大接收系統(tǒng)，包括本振模塊和接收通道模塊，本振模塊包括一本振電路LO1和二本振電路LO2，接收通道模塊包括低噪聲放大器、射頻濾波器、匹配網(wǎng)絡(luò)、第一混頻器、第一中頻濾波器、第二混頻器和第二中頻濾波器；分米波信號(hào)通過(guò)兩次混頻、三次濾波，多次放大將射頻信號(hào)變頻為固定頻率的中頻(IF)信號(hào)；本發(fā)明采用系統(tǒng)模塊化，接收通道和本振模塊獨(dú)立安裝在不同的腔體，相互間通過(guò)專用射頻線連接，降低了系統(tǒng)內(nèi)部間頻率串?dāng)_，在同等增益的前提下將低噪聲放大器前置，整個(gè)系統(tǒng)小巧，輕便，系統(tǒng)噪聲低，信號(hào)接收質(zhì)量高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B1/10GK103067032SQ20121055074
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者田力, 吳巖磊, 燕棟, 趙丕揚(yáng), 楊松楠, 鄒建國(guó), 郝彬 申請(qǐng)人:天津光電通信技術(shù)有限公司