技术领域

[0001] 本申请实施例属于微波技术领域， 尤其涉及一种 Ku波段变频电路及变频器。

背景技术

[0002] 随着微波技术的迅速发展， 通过微波变频器来实现微波信号处理的电子产 品也 越来越多， 然而， 部分电子产品的微波变频电路存在二种高频极 化信号 （即水 平极化信号和垂直极化信号） 相互交叉的情况， 导致电路的隔离效果较差， 信 号间存在严重的干扰。

技术问题

[0003] 本申请实施例提供一种 Ku波段变频电路及变频器， 可以有效隔离变频电路中的 水平极化信号和垂直极化信号， 杜绝信号之间的相互交叉情况， 减少信号间的 干扰。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本申请实施例一方面提供一种 Ku波段变频电路， 其包括第一射频放大模块、 第 一滤波模块、 第二射频放大模块、 第二滤波模块、 控制模块、 晶振模块、 中频 输出模块和稳压模块；

[0005] 所述第一射频放大模块接入水平极化信号并分 别与所述第一滤波模块和所述控 制模块连接； 所述第二射频放大模块接入垂直极化信号并分 别与所述第二滤波 模块和所述控制模块连接； 所述第一滤波模块和所述第二滤波模块均与所 述控 制模块连接； 所述控制模块分别与所述晶振模块、 所述中频输出模块和所述稳 压模块连接； 所述中频输出模块接入外部接收机输出的两路 中频控制信号和两 路电压信号；

[0006] 所述第一射频放大模块受所述控制模块控制对 其接入的水平极化信号进行放大 ， 所述第一滤波模块对所述放大后的水平极化信 号进行滤波， 所述第二射频放 大模块受所述控制模块控制对其接入的垂直极 化信号进行放大， 所述第二滤波 模块对所述放大后的垂直极化信号进行滤波， 所述晶振模块输出本振信号， 所 述控制模块将所述本振信号、 滤波后的所述水平极化信号和滤波后的所述垂 直 极化信号混频处理为两路中频信号， 所述中频输出模块将所述两路中频信号输 出至所述外部接收机并将所述两路中频控制信 号传输给所述控制模块、 将所述 两路电压信号传输给所述稳压模块， 所述控制模块根据所述两路中频控制信号 调节所述本振信号的频率大小， 所述稳压模块将所述两路电压信号的电压调节 至预设值为所述控制模块供电。

[0007] 本申请实施例另一方面还提供一种变频器， 其包括上述的 Ku波段变频电路。

发明的有益效果

有益效果

[0008] 本申请实施例通过由第一射频放大模块和第一 滤波模块组成的第一支路以及由 第二射频放大模块和第二滤波模块组成的第二 支路分别对水平极化信号和垂直 极化信号并进行放大和滤波处理， 两条支路相互独立， 可以有效隔离变频电路 中的水平极化信号和垂直极化信号， 杜绝信号之间的相互交叉情况， 减少信号 间的干扰。

对附图的简要说明

附图说明

[0009] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本申请的一些实 施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。

[0010] 图 1是本申请的实施例一提供的 Ku波段变频电路的基本结构框图；

[0011] 图 2是本申请的实施例二提供的 Ku波段变频电路的具体结构框图；

[0012] 图 3是本申请的实施例三提供的 Ku波段变频电路的基本电路结构框图；

[0013] 图 4是本申请的实施例四提供的 Ku波段变频电路的具体电路结构框图。

本发明的实施方式 [0014] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方 案， 下面将结合本申请实施例中 的附图， 对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述 ， 显然， 所描述的实施 例是本申请一部分的实施例， 而不是全部的实施例。 基于本申请中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例， 都应当属于本申请保护的范围。

[0015] 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的 术语"包括"以及它们任何变形， 意图在于覆盖不排他的包含。 例如包含一系列步骤或单元的过程、 方法或系统 、 产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元， 而是可选地还包括没有列出的 步骤或单元， 或可选地还包括对于这些过程、 方法、 产品或设备固有的其它步 骤或单元。 此外， 术语"第一"、 "第二 "和"第三"等是用于区别不同对象， 而非用 于描述特定顺序。

[0016] 实施例一：

[0017] 如图 1所示， 本实施例所提供的 Ku波段变频电路， 其包括第一射频放大模块 10 、 第一滤波模块 20、 第二射频放大模块 30、 第二滤波模块 40、 控制模块 50、 晶 振模块 60、 中频输出模块 70和稳压模块 80。

[0018] 第一射频放大模块 10接入水平极化信号并分别与第一滤波模块 20和控制模块 50 连接； 第二射频放大模块 30接入垂直极化信号并分别与第二滤波模块 40和控制 模块 50连接； 第一滤波模块 20和第二滤波模块 40均与控制模块 50连接； 控制模 块 ₅₀ 分别与晶振模块 ₆₀ 、 中频输出模块 70和稳压模块 80连接； 中频输出模块 70 接入外部接收机输出的两路中频控制信号和两 路电压信号。

[0019] 在具体应用中， 第一射频放大模块 10和第二射频放大模块 30各自的输入端还分 别连接有用于接收水平极化信号和垂直极化信 号的天线， 天线接收信号之后再 经两根探针将信号分别传输至第一射频放大模 块 10和第二射频放大模块 30。

[0020] 本实施例提供的 Ku波段变频电路的工作原理为：

[0021] 第一射频放大模块受控制模块控制对其接入的 水平极化信号进行放大， 第一滤 波模块对放大后的水平极化信号进行滤波， 第二射频放大模块受控制模块控制 对其接入的垂直极化信号进行放大， 第二滤波模块对放大后的垂直极化信号进 行滤波， 晶振模块输出本振信号， 控制模块将本振信号、 滤波后的水平极化信 号和滤波后的垂直极化信号混频处理为两路中 频信号， 中频输出模块将两路中 频信号输出至外部接收机并将两路中频控制信 号传输给控制模块、 将两路电压 信号传输给稳压模块， 控制模块根据两路中频控制信号调节本振信号 的频率大 小， 稳压模块将两路电压信号的电压调节至预设值 为控制模块供电。

[0022] 本申请实施例通过由第一射频放大模块和第一 滤波模块组成的第一支路以及由 第二射频放大模块和第二滤波模块组成的第二 支路分别对水平极化信号和垂直 极化信号并进行放大和滤波处理， 两条支路相互独立， 可以有效隔离变频电路 中的水平极化信号和垂直极化信号， 杜绝信号之间的相互交叉情况， 减少信号 间的干扰。

[0023] 实施例二：

[0024] 如图 2所示， 在本实施例中， 第一射频放大模块 10包括第一初级射频放大单元 1 1和第一次级放大单元 12， 第二射频放大模块 20包括第二初级射频放大单元 21和 第二次级放大单元 32。

[0025] 第一初级放大单元 11的输入端接入水平极化信号， 第一初级放大单元 11的第一 受控端接控制模块 50的第一初级控制端， 第一初级放大单元 11的第二受控端接 控制模块 50的第二初级控制端， 第一初级放大单元 11的输出端接第一次级放大 单元 12的输入端， 第一次级放大单元 12的第一受控端接控制模块 50的第一次级 控制端， 第一次级放大单元 12的第二受控端接控制模块 50的第二次级控制端， 第一次级放大单元 12的输出端接第一滤波模块 20的输入端。

[0026] 第二初级放大单元 31的输入端接入垂直极化信号， 第二初级放大单元 31的第一 受控端接控制模块 50的第三初级控制端， 第二初级放大单元 31的第二受控端接 控制模块 50的第四初级控制端， 第二初级放大单元 31的输出端接第二次级放大 单元 32的输入端， 第二次级放大单元 32的第一受控端接控制模块 50的第三次级 控制端， 第二次级放大单元 32的第二受控端接控制模块 50的第四次级控制端， 第二次级放大单元 32的输出端接第二滤波模块 40的输入端。

[0027] 本实施例提供的第一初级射频放大单元 11、 第一次级放大单元 12、 第二初级射 频放大单元 21和第二次级放大单元 32的工作原理为：

[0028] 第一初级放大单元 11受控制模块 50控制对水平极化信号进行一次放大， 第一次 级放大单元 12受控制模块 50控制对一次放大后的水平极化信号进行二次� ��大， 并将二次放大后的水平极化信号输出给第一滤 波模块 20;

[0029] 第二初级放大单元 31受控制模块 50控制对垂直极化信号进行一次放大， 第二次 级放大单元 32受控制模块 50控制对一次放大后的垂直极化信号进行二次� ��大， 并将二次放大后的垂直极化信号输出给第二滤 波模块 40。

[0030] 如图 2所示， 在本实施例中， 中频输出模块 70包括第一中频输出单元 71和第二 中频输出单元 72， 所述稳压模块 80包括第一稳压单元 81、 第二稳压单元 82和幵 关二极管 Tl。

[0031] 第一中频输出单元 71的输入端接控制模块 50的第一中频输出端， 第一中频输出 单元 71的第一输出端输出两路中频信号中的第一路� ��频信号， 第一中频输出单 元 71的第二输出端分别接控制模块 50的第一中频控制信号输入端和第一稳压单 元 81的输入端。

[0032] 第二中频输出单元 72的输入端接控制模块 50的第二中频输出端， 第二中频输出 单元 72的第一输出端输出两路中频信号中的第二路� ��频信号， 第二中频输出单 元 72的第二输出端分别接控制模块 50的第二中频控制信号输入端和第二稳压单 元 82的输入端。

[0033] 第一稳压单元 81的输出端接幵关二极管 T1的第一输入端， 第二稳压单元 82的输 出端接幵关二极管 T1的第二输入端， 幵关二极管 T1的输出端接控制模块 50的供 电端。

[0034] 本实施例提供的第一中频输出单元 71、 第二中频输出单元 72、 第一稳压单元 81 、 第二稳压单元 82和幵关二极管 T1的工作原理为：

[0035] 第一中频输出单元的输出端将两路中频控制信 号中的第一路中频控制信号传输 给控制模块， 第一中频输出单元的输出端将两路电压信号中 的第一路电压信号 传输给第一稳压单元， 第一稳压单元将第一路电压信号的电压调节至 预设值并 通过幵关二极管输出给控制模块；

[0036] 第一中频输出单元的输出端将两路中频控制信 号中的第二路中频控制信号传输 给控制模块， 第二中频输出单元的输出端将两路电压信号中 的第二路电压信号 传输给第二稳压单元， 第二稳压单元将第二路电压信号的电压调节至 预设值并 通过幵关二极管输出给控制模块。

[0037] 本实施例提供的 Ku波段变频电路中用于输出两路中频信号的第� ��中频输出单元 和第一中频输出单元在结构上也是是相互独立 ， 互不干扰的， 可以有效降低输 出的两路中频信号之间的干扰。

[0038] 实施例三：

[0039] 如图 3所示， 在本实施例中， 第一射频放大模块 10还包括第一耦合电容 Cl， 第 二射频放大模块 30还包括第二耦合电容 C2;

[0040] 第一初级放大单元 11包括第一 N型场效应管 Ql， 第一 N型场效应管 Q1的栅极为 第一初级放大单元 11的输入端和第一受控端， 第一 N型场效应管的漏极为第一初 级放大单元 11的输出端和第二受控端， 第一 N型场效应管的源极接地；

[0041] 第一次级放大单元 12包括第二 N型场效应管 Q2， 第二 N型场效应管 Q2的栅极为 第一次级放大单元 12的输入端和第一受控端， 第二 N型场效应管 Q2的漏极为第一 次级放大单元 12的输出端和第二受控端， 第二 N型场效应管 Q2的源极接地， 第一 耦合电容 C1串接在第一 N型场效应管 Q1的漏极和第二 N型场效应管 Q2的栅极之 间；

[0042] 第二初级放大单元 31包括第三 N型场效应管 Q3， 第三 N型场效应管 Q3的栅极为 第二初级放大单元 31的输入端和第一受控端， 第三 N型场效应管 Q3的漏极为第二 初级放大单元 31的第二受控端和输出端， 第三 N型场效应管 Q3的源极接地；

[0043] 第二次级放大单元 32包括第四 N型场效应管 Q4， 第四 N型场效应管 Q4的栅极为 第二次级放大单元 32的输入端和第一受控端， 第四 N型场效应管 Q4的漏极为第二 次级放大单元 32的第二受控端和输出端， 第四 N型场效应管 Q4的源极接地， 第二 耦合电容 C2串接在第三 N型场效应管 Q3的漏极和第四 N型场效应管 Q4的栅极之 间。

[0044] 在具体应用中， 第一〜第四 N型场效应管均可以等效替换为 P型场效应管， 当替 换为 P型场效应管吋， 将 P型场效应管的漏极等同于 N型场效应管的源极使用， 将 P型场效应管的源极等同于 N型场效应管的漏极使用即可。

[0045] 如图 3所示， 在本实施例中， 第一滤波模块 20包括第一带通滤波器 BPF1 , 第二 滤波模块 40包括第二带通滤波器 BPF2; [0046] 第一带通滤波器 BPF1的输入端接第一射频放大模块 10的输出端， 第一带通滤 波器 BPF1的输出端接控制模块 50的第一射频信号输入端；

[0047] 第二带通滤波器的输入端接第二射频放大模块 30的输出端， 第二带通滤波器的 输出端接控制模块 50的第二射频信号输入端。

[0048] 在本申请的一个实施例中第一滤波模块 20还包括连接在第一射频放大模块 10的 输出端和第一带通滤波器 BPF1的输入端之间的第一滤波单元， 第二滤波模块 40 还包括连接在第二射频放大模块 30的输出端和第二带通滤波器 BPF2的输入端之 间的第二滤波单元。

[0049] 如图 3所示， 在本实施例中， 晶振模块 60包括晶体振荡器 X， 晶体振荡器 X的输 入端为晶振模块 60的输入端， 晶体振荡器 X的输出端为晶振模块 60的输出端， 晶 体振荡器 X的输出端接控制模块 50的本振信号输入端， 晶体振荡器 X的输入端接 控制模块 50的本振信号输出端。

[0050] 如图 3所示， 在本实施例中， 控制模块 50包括控制芯片 Ul， 控制芯片 U1分别与 第一射频放大模块 10、 第一滤波模块 20、 第二射频放大模块 30、 第二滤波模块 4 0、 晶振模块、 中频输出模块 70和稳压模块 80连接。 在本实施例中， 控制芯片 U1 具体选用锐迪科微电子有限公司的 RT320型芯片， 该芯片在本实施例中的引脚定 义和连接关系如下：

[0051] 10号和 31号引脚： 射频信号接地引脚， 均接地；

[0052] 16、 18、 24和 26号引脚： 中频信号接地引脚， 本实施例中仅 24号引脚接地

[0053] 1号引脚： 第一路射频信号的栅极电压控制端， 本实施例中为所述第一初级控 制端；

[0054] 2号引脚： 第一路射频信号的漏极电压控制端， 本实施例中为所述第二初级控 制端；

[0055] 3号引脚： 增益控制引脚， 本实施例中空置；

[0056] 4号、 15号和 27引脚： 内部 LDO解耦端， 本实施例中空置；

[0057] 5号引脚： 4x2幵关数据悬着器输入端， 本实施例中空置；

[0058] 6号引脚： NC引脚， 空置；

[0059] 7号引脚： 第二路射频信号的栅极电压控制端， 本实施例中为所述第三初级控 制端；

[0060] 8号引脚： 第二路射频信号的源极电压控制端， 本实施例中为所述第四初级控 制端；

[0061] 9号引脚： 射频信号输入端， 本实施例中为所述第二射频信号输入端；

[0062] 11号引脚： 第二路射频信号的栅极电压控制端， 本实施例中为所述第三次级控 制端；

[0063] 12号引脚： 第二路射频信号的栅极电压控制端， 本实施例中为所述第四次级控 制端；

[0064] 13号引脚： 晶体振荡器驱动输入端， 本实施例中为所述本振信号输入端； [0065] 14号引脚： 晶体振荡器驱动输出端， 本实施例中为所述本振信号输出端； [0066] 17号引脚： 中频信号输出端， 本实施例中接所述第二中频输出单元的输入端 ； [0067] 19号引脚： 中频控制信号输入端， 本实施例中与所述第二稳压芯片的输入端和 所述第二中频输出单元的输出端共接；

[0068] 20号和 22号引脚： 5V供电引脚， 本实施例中均为所述供电端， 接所述幵关二极 管 T1的输出端；

[0069] 23号引脚： 中频控制信号输入端， 本实施例中与所述第一稳压芯片的输入端和 所述第二中频输出单元的输出端共接；

[0070] 25号引脚： 中频信号输出端， 本实施例中接所述第一中频输出单元的输入端 ； [0071] 29号引脚： 第一路射频信号的栅极电压控制端， 本实施例中为所述第一次级控 制端；

[0072] 30号引脚： 第一路射频信号的栅极电压控制端， 本实施例中为所述第二次级控 制端；

[0073] 32号引脚： 射频信号输入端， 本实施例中接所述第一射频信号输入端。

[0074] 如图 3所示， 在本实施例中， 第一稳压单元 81包括第一稳压芯片 U2， 第二稳压 单元 82包括第二稳压芯片 U3;

[0075] 第一稳压芯片 U2的输入端为第一稳压单元 81的输入端， 第一稳压芯片 U2的输 出端为第一稳压单元 81的输出端， 第一稳压芯片 U2的接地端接地；

[0076] 第二稳压芯片 U3的输入端为第二稳压单元 82的输入端， 第二稳压芯片 U3的输 出端为第二稳压单元 82的输出端， 第二稳压芯片 U3的接地端接地。

[0077] 实施例四：

[0078] 如图 4所示， 在实施例三所提供的电路的基础上， 所提供的 Ku波段变频电路还 包括如下连接关系：

[0079] 第一 N型场效应管 Q1的栅极和控制芯片 U1的 2号引脚之间连接有第一电阻 Rl， 第一电阻 R1与控制芯片 U1的 2号引脚的共接端与第三电容 C3的一端连接， 第三 电容 C3的另一端接地； 耦合电容 C1与第四电容 C4并联； 第一 N型场效应管 Q1的 漏极和控制芯片 U1的 1号引脚之间连接有第二电阻 R2， 第二电阻 R2与控制芯片 U 1的 1号引脚的共接端与第五电容 C5的一端连接， 第五电容 C5的另一端接地；

[0080] 第二 N型场效应管 Q2的栅极和控制芯片 U1的 29号引脚之间连接有第三电阻 R3 ， 第三电阻 R3与控制芯片 U1的 29号引脚的共接端与第六电容 C6的一端连接， 第 六电容 C6的另一端接地； 第二 N型场效应管 Q2的漏极和控制芯片 U1的 30号引脚 之间连接有第四电阻 R4， 第四电阻 R4与控制芯片 U1的 30号引脚的共接端与第七 电容 C7的一端连接， 第七电容 C7的另一端接地；

[0081] 第一滤波单元由两个相互并联的第八电容 C8和第九电容 C9构成；

[0082] 第三 N型场效应管 Q3的栅极和控制芯片 U1的 7号引脚之间连接有第五电阻 R5， 第五电阻 R5与控制芯片 U1的 7号引脚的共接端与第十电容 C10和第十一 C11的一 端连接， 第十电容 C10和第十一C11的另一端接地； 耦合电容 C2与第十二电容 C1 2并联； 第三 N型场效应管 Q3的漏极和控制芯片 U1的 8号引脚之间连接有第六电 阻 R6， 第六电阻 R6与控制芯片 U1的 8号引脚的共接端与第十三电容 C13和第十四 C14的一端连接， 第十三电容 C13和第十四 C14的另一端接地；

[0083] 第四 N型场效应管 Q4的栅极和控制芯片 U1的 11号引脚之间连接有第七电阻 R7 ， 第七电阻 R7与控制芯片 U1的 11号引脚的共接端与第十五电容 C15的一端连接 ， 第十五电容 C15的另一端接地； 第四 N型场效应管 Q4的栅极和源极之间还连接 有第十六电容 C16; 第四 N型场效应管 Q4的漏极和控制芯片 U1的 12号引脚之间连 接有第八电阻 R8， 第八电阻 R8与控制芯片 U1的 12号引脚的共接端与第十七电容 C17的一端连接， 第十七电容 C17的另一端接地；

[0084] 第二滤波单元由两个相互并联的第十八电容 C18和第十九电容 C19构成； [0085] 本实施例中， 控制芯片 Ul的 3号引脚经第九电阻 R9接地， 4号引脚经第二十电 容 C20接地， 16号、 18、 26号和 28号引脚均接地， 27号引脚经第二十一电容 C21 接地， 15号引脚经第二十二电容 C22接地；

[0086] 晶体振荡器 X的两端分别经第二十三电容 C23和第二十四电容 C24接地；

[0087] 控制芯片 U1的 25号引脚和第一中频输出单元 71的输入端之间串接有第二十五电 容 C25和第十电阻 R10， 控制芯片 Ul的 23号引脚和第一中频输出单元 71的第二输 出端之间还串接有第十一电阻 R11和第十二电阻 R12， 第十一电阻 R11和第十二 电阻 R12的共接端还与第十三电阻 R13的一端连接， 第十三电阻 R13的另一端接 地， 第十二电阻 R12两端还并联有第二十六电容 C26， 第二十六电容 C26、 第十 二电阻 R12和第一中频输出单元 71的第二输出端的共接端还与第二十七电容 C27 的一端连接， 第二十七电容 C27的另一端接地；

[0088] 控制芯片 U1的 17号引脚和第二中频输出单元 72的输入端之间串接有第二十八电 容 C28和第十四电阻 R14， 控制芯片 Ul的 19号引脚和第二中频输出单元 72的第二 输出端之间还串接有第十五电阻 R15和第十六 R16， 第十五电阻 R15与第十六电 阻 R16的共接端还与第十七电阻 R17的一端连接， 第十七电阻 R17的另一端接地 ， 第十六电阻 R16两端还并联有第二十九电容 C29， 第二十九电容 C29、 第十六 电阻 R16和第二中频输出单元 72的第二输出端的共接端还与第三十电容 C30的一 端连接， 第三十电容 C30的另一端接地；

[0089] 控制芯片 U1的 21号引脚经第三十一电容 C31接地；

[0090] 幵关二极管 T1的输出端还经第三十二电容 C32接地， 幵关二极管 T1的第一输入 端与第一稳压芯片 U2的输出端共接于第三十三电容 C33和第三十四 C34的一端， 第三十三电容 C33和第三十四电容 C34的另一端接地；

[0091] 幵关二极管 T1的第二输入端与第二稳压芯片 U3的输出端共接于第三十五电容 C 35和第三十六电容 C36的一端， 第三十五电容 C35和第三十六电容 C36的另一端 接地， 第二稳压芯片 U3的接地端还与第三十电容 C30的接地端共接；

[0092] 第一中频输出单元 71的第二输出端还经第三十七电容 C37接地， 第二中频输出 单元 72的第二输出端还经第三十八电容 C38接地。

[0093] 本实施例可通过控制芯片 U1对晶体振荡器输出的本振信号进行切换， 并与第一 射频放大模块和第二射频放大模块输出的水平 极化信号和垂直极化信号进行混 频处理， 然后将处理得到的中频信号输出给与中频输出 模块连接的接收机， 可 根据接收机以脉冲信号输出的中频控制信号， 控制本振信号的频率大小， 同吋 还可根据接收机输出的电压来切换水平极化信 号或者垂直极化信号， 以实现 Ku 波段的全频带接收。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已， 并不用以限制本申请， 凡在本申请的 精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本申请的保 护范围之内。