一种高隔离多通道变频器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高隔离多通道变频器，通过通道间的开关隔离、对射频信号及本振信号的抑制、空间辐射及控制线之间的隔离，通道间的隔离度能够达到90dBc以上，保证各个通道间互不影响，实现各通道的独立工作，满足信号处理的要求。

A high isolation multichannel converter

The utility model discloses a high isolation multi-channel frequency converter. Through the switch isolation between channels, the suppression of radio frequency signals and local oscillator signals, the space radiation and the isolation between control lines, the isolation degree between channels can reach more than 90 dBc, which ensures that the channels do not affect each other, and realizes the independent operation of each channel to meet the requirements. Requirements for signal processing.

【技术实现步骤摘要】
一种高隔离多通道变频器
本技术涉及通信领域，尤其涉及一种高隔离多通道变频器。
技术介绍
微波变频器广泛应用于微波通信、雷达系统、遥测遥感、导航系统、侦察和电子对抗的核心部分。随着现代通信技术的飞速发展，对变频设备提出了更高的要求，原来单一通道的变频设备已经不能满足通信行业发展的需求，有时一个系统需要多路变频通道才能满足需求，这就需要由多个变频设备组成，因此会造成整个系统体积庞大，功耗增加，使用的器件、材料也大大增加，造成了资源的大量浪费，成本也大大提高，与此同时，设备太多太大也不利于用户在使用时的移动、运输和以后的维护。由于上述原因，人们迫切需要研制一种高可靠性的多通道一体化变频器，达到体积小、功耗低，维护方便的要求，满足人们的使用需求。而研制多通道一体化变频器的关键在于如何保证各个通道间互不影响，实现各通道的独立工作，满足信号处理的要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出一种高隔离多通道变频器，其特征在于,所述高隔离多通道变频器包括前置放大单元、功率分配单元、下变频单元和输出处理单元，所述前置放大单元选用低噪声放大器，所述功率分配单元包括耦合器和开关，所述下变频单元包括倍频器、滤波器和混频器，所述输出处理单元包括放大器、滤波器和中频输出部分。进一步地，所述低噪声放大器用于放大天线接收的Ka频段信号。进一步地，所述开关的具体结构包括单刀四掷开关和单刀单掷开关，所述单刀单掷开关用来增加通道之间的隔离，所述开关使得通道间的隔离度达到90dBc以上。进一步地，所述下变频单元用于将Ka频段信号下变频至L频段。进一步地，所述下变频单元中的滤波器采用平行耦合线模型，对本振信号的一次基波和三次基波进行抑制，抑制能达到100dBc以上。进一步地，所述输出处理单元中的放大器选用高反向隔离的放大器。进一步地，所述输出处理单元中的滤波器对本振信号和输入信号都具有高抑制。进一步地，所述中频输出部分在混频后增加低通滤波器，用来抑制射频信号和本振信号。进一步地，所述高隔离多通道变频器采用裸芯片进行设计，通道之间增加小盖板进行分腔处理，腔体采用密封结构，所述密封结构用一个整盖板进行激光密封。进一步地，在信号线和控制线的传输路径上增加馈通滤波器，所述馈通滤波器对Ka频段的信号抑制可以达到35dBc以上。附图说明图1是变频器结构图；图2是开关电路结构图；图3是中频输出部分结构图；图4是腔体密封结构示意图；图5是滤波器外形示意图；图6是滤波器仿真结果示意图；图7是馈通滤波器的外形及安装方式示意图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式。如图1所示，高隔离多通道变频器包括前置放大单元、功率分配单元、下变频单元和输出处理单元。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，为了减小这种噪声，提高输出的信噪比，前置放大单元选用低噪声放大器。低噪声放大器将天线接收的Ka频段信号进行低噪声放大。功率分配单元包括耦合器和开关，用于将输入的微波功率按照比例分成几路。开关为4选1开关结构，为了实现开关的高隔离度，我们在四选一开关后加单刀单掷开关来增加路与路之间的隔离，如图2所示，该4选1开关结构包括单刀四掷开关（SP4T）和单刀单掷开关(SPST)，接收信号进入单刀四掷开关（SP4T），分四路后经单刀单掷开关(SPST)后输出，普通的单刀四掷的开关隔离度为40dBc，满足不了我们的高隔离要求，采用如图所示的开关，通道间的隔离度可以达到90dBc以上，可以避免通道之间的相互干扰。下变频单元包括倍频器、滤波器和混频器，用于将Ka频段信号下变频至L频段。每一路提供的信号为X频段信号，需要经过倍频器倍频后才能成为我们能够使用的本振信号。为了增加信号隔离度，防止本振信号在通道间相互串扰，本振信号在经过倍频后需要增加一个滤波器对本振信号的一次基波和三次基波进行抑制，滤波器的外形如图5所示，滤波器采用平行耦合线的模型，对一次和三次基波有很好的抑制，仿真结果如图6所示，抑制能达到100dBc以上，普通的介质滤波器对远端抑制约为-50dBc，不能满足我们的使用要求。输出处理单元包括放大器、滤波器和中频输出部分，用于对L频段信号进行后续处理。为了避免路与路之间的干扰，放大器选用高反向隔离的放大器，滤波器对本振信号和输入信号都具有高抑制。如图3所示，该中频输出部分包括混频器（MIX），低通滤波器（LFCN）,带通滤波器（BFCN）及放大器（PA）等单元，由于常规带通滤波器对中频远端抑制差，在混频后加低通滤波器抑制射频(RF)和本振(LO)信号，低通滤波器对远端的抑制大于80dBc。整个变频器采用裸芯片进行设计，腔体采用密封结构，路与路之间增加小盖板进行分腔处理，这样可以避免路与路之间的信号泄漏，相互之间造成影响。如图4所示，该结构采用分腔处理，每个通道都有自己的盖板，结构最后用一个整盖板进行激光密封，电源和控制都采用玻珠烧接的形式安装，这样就能让各个腔体在空间上单独隔离开来，有效的处理多个通道间信号的干扰，从而达到高隔离的目的。为了避免通道间的信号通过电源线或者控制线泄漏，射频信号与控制及电源在两个面进行设计，在信号线和控制线的传输路径上增加一个馈通滤波器，馈通滤波器的模型类似一个LC滤波器，该模型对Ka频段的信号抑制可以达到35dBc以上，通过馈通滤波器进行电源面和信号面的互连，也减少了信号通过空间进行泄漏。馈通滤波器的外形及安装方式如图7所示。由于馈通滤波器的抑制点是固定的，实际使用过程中，馈通滤波器对部分信号不能进行有效抑制，需要在馈通滤波器上串联一只或多只π型滤波器，通过调整不同的LC的值，能够达到抑制工作频段点的的π型滤波器，降低传输线和电源线的有用信号，达到高抑制的目的。通过通道间的开关隔离，中频信号对射频信号及本振信号的隔离，空间辐射及控制线之间的隔离，通道间的隔离度能够达到90dBc以上，满足多通道接收机的需求。以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高隔离多通道变频器，其特征在于,所述高隔离多通道变频器包括前置放大单元、功率分配单元、下变频单元和输出处理单元，所述前置放大单元选用低噪声放大器，所述功率分配单元包括耦合器和开关，所述下变频单元包括倍频器、滤波器和混频器，所述输出处理单元包括放大器、滤波器和中频输出部分。

【技术特征摘要】
1.一种高隔离多通道变频器，其特征在于,所述高隔离多通道变频器包括前置放大单元、功率分配单元、下变频单元和输出处理单元，所述前置放大单元选用低噪声放大器，所述功率分配单元包括耦合器和开关，所述下变频单元包括倍频器、滤波器和混频器，所述输出处理单元包括放大器、滤波器和中频输出部分。2.根据权利要求1所述的高隔离多通道变频器，其特征在于，所述低噪声放大器用于放大天线接收的Ka频段信号。3.根据权利要求1所述的高隔离多通道变频器，其特征在于，所述开关的具体结构包括单刀四掷开关和单刀单掷开关，所述单刀单掷开关用来增加通道之间的隔离，所述开关使得通道间的隔离度达到90dBc以上。4.根据权利要求1所述的高隔离多通道变频器，其特征在于，所述下变频单元用于将Ka频段信号下变频至L频段。5.根据权利要求4所述的高隔离多通道变频器，其特征在于，所述下变频单元中的滤波器采用平行耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩周安，王少奇，黄俊淮，杨池，
申请(专利权)人：成都爱科特科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51