本發(fā)明涉及微波通信電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微波通信技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用的ku波段高靈敏接收電路，以及基于微組裝技術(shù)的ku波段高靈敏接收電路的小型化設(shè)計(jì)技術(shù)。

背景技術(shù)：

由于低端頻譜資源隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展而日漸枯竭，以及隨著大容量通信技術(shù)的需求日漸迫切，為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，微波通信技術(shù)正越發(fā)表現(xiàn)出更強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。

目前基于分離元器件、組件級(jí)聯(lián)技術(shù)的ku波段接收電路普遍存在著體積大、重量重、功耗大的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種ku波段高靈敏接收電路，通過微組裝工藝將芯片級(jí)器件進(jìn)行生產(chǎn)裝配，有效解決了ku波段微弱信號(hào)的接收問題，有效降低了生產(chǎn)成本、提高成產(chǎn)效率，可廣泛應(yīng)用于通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達(dá)、空間電子技術(shù)等系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種ku波段高靈敏接收電路，主要包括：射頻放大電路、射頻濾波電路、一混頻電路、一本振電路、一中頻濾波電路、一中頻放大電路、二混頻電路、二本振電路、二中頻開關(guān)濾波電路、二中頻放大電路，所述射頻放大電路依次與所述射頻濾波電路、一混頻電路、一中頻濾波電路、一中頻放大電路、二混頻電路、二中頻開關(guān)濾波電路、二中頻放大電路串聯(lián)；所述一混頻電路還與所述一本振電路相連，所述二混頻電路還與所述二本振電路相連。

本發(fā)明一種ku波段高靈敏接收電路，各器件之間的輸入輸出均能實(shí)現(xiàn)良好的匹配，本發(fā)明接收電路靈敏度高，噪聲系數(shù)低至1.7～2.1db；頻段覆蓋帶寬，工作帶寬覆蓋2.1ghz；有效解決了ku波段微弱信號(hào)的接收問題；本發(fā)明基于微組裝技術(shù)的小型化設(shè)計(jì)，極大地減小了產(chǎn)品的體積、重量、功耗，為產(chǎn)品拓展了更廣闊的適用領(lǐng)域。

進(jìn)一步的，所述射頻放大電路為ku波段低噪聲放大芯片，用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大。

本發(fā)明使用低噪聲放大芯片為接收到的ku信號(hào)提供放大增益，由于其極低的噪聲系數(shù)，使該電路接收更微弱的ku信號(hào)成為可能，從而提高接收電路的靈敏度。

進(jìn)一步的，所述射頻濾波電路為ku波段硅腔mems濾波器芯片，用于對(duì)工作頻帶外的信號(hào)進(jìn)行濾波抑制。

本發(fā)明使用硅腔mems濾波器芯片替代現(xiàn)有技術(shù)中的原腔體濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶外干擾信號(hào)的抑制，保證工作頻帶內(nèi)信號(hào)頻譜的純度；硅腔mems濾波器芯片在通帶插損、阻帶抑制等指標(biāo)基本一致的前提下，體積不到腔體濾波器的1‰，重量不到腔體濾波器的1％，因此，硅腔mems濾波器芯片的使用極大地減小了產(chǎn)品的體積、重量。

進(jìn)一步的，所述一混頻電路為雙平衡混頻器芯片，用于將經(jīng)過所述射頻濾波電路濾波后的信號(hào)與所述一本振電路產(chǎn)生的點(diǎn)頻本振信號(hào)進(jìn)行混頻。

本發(fā)明使用雙平衡混頻器芯片實(shí)現(xiàn)接收電路頻譜的“搬移”，即把射頻信號(hào)頻譜“搬移”到一中頻率；雙平衡混頻芯片的使用可極大地提高寬帶工作模式下的隔離特性以及對(duì)偶次諧波的抑制。

進(jìn)一步的，所述一本振電路為基于微封裝的點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路，用于產(chǎn)生點(diǎn)頻本振信號(hào)。

本發(fā)明使用基于微封裝的點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路替代現(xiàn)有技術(shù)中的原點(diǎn)頻源電路，由于微封裝小型化技術(shù)的使用，可顯著減小電路的體積、重量、功耗。

進(jìn)一步的，所述一中頻濾波電路為硅腔mems濾波器芯片，用于濾除帶外的雜波干擾信號(hào)。

本發(fā)明使用硅腔mems濾波器芯片替代現(xiàn)有技術(shù)中的原腔體濾波器，可顯著減小濾波器的體積、重量。

進(jìn)一步的，所述一中頻放大電路使用1db壓縮點(diǎn)功率高達(dá)15dbm的高p-1放大器芯片，用于對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行放大。

本發(fā)明使用高p-1放大器芯片，高p-1可有效提高接收通道線性工作區(qū)間、抑制工作通帶內(nèi)組合干擾的產(chǎn)生，本發(fā)明放大芯片的使用對(duì)減小電路的體積、重量具有顯著的作用。

進(jìn)一步的，所述二混頻電路為雙平衡混頻器芯片，用于將經(jīng)過所述一中頻放大電路放大后的信號(hào)與所述二本振電路產(chǎn)生的掃頻本振信號(hào)進(jìn)行混頻。

本發(fā)明使用雙平衡混頻器芯片實(shí)現(xiàn)接收電路頻譜的“搬移”，即把一中信號(hào)頻譜“搬移”到二中頻率；雙平衡混頻芯片的使用可極大地提高寬帶工作模式下的隔離特性以及對(duì)偶次諧波的抑制。

進(jìn)一步的，所述二本振電路為基于微封裝的掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路，用于產(chǎn)生掃頻本振信號(hào)。

本發(fā)明使用基于微封裝的掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路替代現(xiàn)有技術(shù)中的原鎖相環(huán)電路，由于微封裝的掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路的使用，可顯著減小電路的體積、重量、功耗。

進(jìn)一步的，所述二中頻開關(guān)濾波電路為mmic開關(guān)濾波器芯片，用于對(duì)雜波干擾信號(hào)進(jìn)行濾除且對(duì)中頻帶寬進(jìn)行選擇。

本發(fā)明使用mmic開關(guān)濾波器芯片可顯著減小濾波器的體積、重量，因?yàn)閙mic開關(guān)濾波器芯片體積、重量不足傳統(tǒng)開關(guān)濾波組件的1‰。

進(jìn)一步的，所述二中頻放大電路使用1db壓縮點(diǎn)功率高達(dá)18dbm的高p-1放大器芯片，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。

本發(fā)明使用高p-1放大器芯片，高p-1可有效提高接收通道內(nèi)對(duì)雜波干擾的抑制，放大芯片的使用對(duì)減小電路的體積、重量具有顯著的作用。

進(jìn)一步的，本發(fā)明ku波段高靈敏接收電路的所有芯片輸入、輸出阻抗均為標(biāo)準(zhǔn)的50ω。

本發(fā)明所有輸入、輸出阻抗均為標(biāo)準(zhǔn)的50ω，可實(shí)現(xiàn)電路級(jí)間的良好匹配，改善輸出信號(hào)的波動(dòng)幅度。

本發(fā)明有益效果如下：

(1)本發(fā)明一種ku波段高靈敏接收電路選用的器件均為芯片級(jí)器件，采用微組裝工藝進(jìn)行生產(chǎn)裝配，極大地減小了電路的結(jié)構(gòu)尺寸、降低了電路的功耗、減輕了電路的重量，同時(shí)還具有性能穩(wěn)定、指標(biāo)一致性高的特點(diǎn)；

(2)本發(fā)明ku波段高靈敏接收電路器件間的輸入輸出均實(shí)現(xiàn)良好的匹配，可廣泛適用于通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達(dá)、空間電子技術(shù)、電子對(duì)抗、衛(wèi)星通信等各類微波通信系統(tǒng)中；

(3)本發(fā)明ku波段高靈敏接收電路適合批量生產(chǎn)，可有效降低生產(chǎn)成本、提高成產(chǎn)效率；

(4)本發(fā)明ku波段高靈敏接收電路采用二次混頻模式，把接收到ku波段信號(hào)通過二次混頻后輸出中頻信號(hào)，有效解決了ku波段微弱信號(hào)的接收問題；

(5)本發(fā)明ku波段高靈敏接收電路采用全芯片小型化設(shè)計(jì)技術(shù)及微組裝裝配工藝，使接收電路在降低功耗、減輕重量、減小體積等方面均有極大幅度的提高；本發(fā)明ku波段高靈敏接收電路體積為現(xiàn)有設(shè)計(jì)的5％、重量為現(xiàn)有設(shè)計(jì)的12％、功耗為現(xiàn)有設(shè)計(jì)的33％、接收靈敏度提高1～2db；

(6)本發(fā)明ku波段高靈敏接收電路具有接收靈敏度高、動(dòng)態(tài)大、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，其在工作頻帶內(nèi)穩(wěn)定性能好，工作溫度范圍寬的特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的特征和優(yōu)點(diǎn)從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

圖1為本發(fā)明一種ku波段高靈敏接收電路的原理框圖；

圖2為本發(fā)明微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明二中頻開關(guān)濾波電路的結(jié)構(gòu)圖；

圖中，1-射頻放大電路，2-射頻濾波電路，3-一混頻電路，4-一本振電路，5-一中頻濾波電路，6-一中頻放大電路，7-二混頻電路，8-二本振電路，9-二中頻開關(guān)濾波電路，10-二中頻放大電路，11-射頻信號(hào)，12-中頻信號(hào)，13-微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路參考輸入，14-微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路鑒相器，15-2/4/8分頻，16-有源環(huán)路濾波器，17-高通濾波器，18-微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路壓控振蕩器，19-功分器，20-微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路放大器，21-微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路電源輸入，22-微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路輸出，23-微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路參考輸入，24-微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路鑒相器，25-運(yùn)算放大器，26-微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路壓控振蕩器，27-1/8分頻器，28-濾波器，29-微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路控制輸入，30-微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路電源輸入，31-微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路放大器，32-微封裝掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路輸出，33-二中頻信號(hào)輸入，34-第一sp3t開關(guān)，35-第一中頻濾波器,36-第二中頻濾波器，37-第三中頻濾波器，38-第二sp3t開關(guān)，39-中頻輸出，40-二中頻開關(guān)濾波電路控制輸入，41-二中頻開關(guān)濾波電路電源輸入。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。

實(shí)施例

一種ku波段高靈敏接收電路，如圖1所示，包括：射頻放大電路1、射頻濾波電路2、一混頻電路3、一本振電路4、一中頻濾波電路5、一中頻放大電路6、二混頻電路7、二本振電路8、二中頻開關(guān)濾波電路9、二中頻放大電路10；

其中，射頻放大電路1、射頻濾波電路2、一混頻電路3依次串聯(lián)；一混頻電路3分別單獨(dú)與射頻濾波電路2、一本振電路4和一中頻濾波電路5連接；一中頻濾波電路5、一中頻放大電路6、二混頻電路7依次串聯(lián)；二混頻電路7分別單獨(dú)與一中頻放大電路6、二本振電路8和二中頻開關(guān)濾波電路9連接；二混頻電路7與二中頻開關(guān)濾波電路9、二中頻放大電路10依次串聯(lián)；本實(shí)施例中ku波段高靈敏接收電路的所有芯片輸入、輸出阻抗均為標(biāo)準(zhǔn)的50ω。

本實(shí)施例ku波段高靈敏接收電路的主要工作原理為：接收到的ku波段信號(hào)輸入到射頻放大電路1后，由放大器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大；放大后的信號(hào)輸入到射頻濾波電路2，由濾波電路對(duì)工作頻帶外的信號(hào)進(jìn)行濾波抑制；信號(hào)經(jīng)濾波后輸入到一混頻電路3，并與一本振電路4產(chǎn)生的點(diǎn)頻本振信號(hào)混頻輸出一中頻信號(hào)，一中頻信號(hào)輸入到一中頻濾波電路5，一中頻濾波電路5濾除帶外的雜波干擾信號(hào)；信號(hào)經(jīng)一中頻濾波電路5濾波后輸入到一中頻放大電路6，一中頻放大電路6對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大；放大后的一中頻信號(hào)輸入到二混頻電路7，并與二本振電路8產(chǎn)生的二本振信號(hào)混頻輸出二中頻信號(hào)，二中頻信號(hào)輸入到二中頻開關(guān)濾波電路9，二中頻開關(guān)濾波電路9對(duì)雜波干擾信號(hào)進(jìn)行濾除且對(duì)中頻帶寬進(jìn)行選擇；最后信號(hào)輸入到二中頻放大電路10，經(jīng)二中頻放大電路10的放大器對(duì)中頻信號(hào)放大后輸出。

本實(shí)施例中，射頻放大電路1為ku波段低噪聲放大芯片，可選地：ku波段低噪聲放大芯片為hittite公司的hmc903芯片；射頻濾波電路2為ku波段硅腔mems濾波器芯片；一混頻電路3為雙平衡混頻器芯片，可選地：一混頻電路使用的雙平衡混頻器芯片為hittite公司的hmc774混頻器芯片；一本振電路4為基于微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路；一中頻濾波電路5為硅腔mems濾波器芯片；一中頻放大電路6為1db壓縮點(diǎn)功率高達(dá)15dbm的高p-1放大器芯片，可選地：一中頻放大電路使用的放大器芯片為hittite公司的hmc392芯片；二混頻電路7為雙平衡混頻器芯片，可選地：二混頻電路使用的雙平衡混頻器芯片為hittite公司的hmc525混頻器芯片；二本振電路8為基于微封裝的掃頻數(shù)字鎖相環(huán)電路，可選地：二本振電路為掃頻數(shù)字鎖相環(huán)頻率源芯片；二中頻開關(guān)濾波電路9為mmic開關(guān)濾波器芯片；二中頻放大電路10為1db壓縮點(diǎn)功率高達(dá)18dbm的高p-1放大器芯片，可選地，二中頻放大電路使用的放大器芯片為bw185芯片。

微封裝點(diǎn)頻數(shù)字鎖相環(huán)電路的具體結(jié)構(gòu)形式見圖2，功分器19與放大器20相連，同時(shí)，功分器19依次與高通濾波器17、2/4/8分頻15、鑒相器14、有源環(huán)路濾波器16及壓控振蕩器18相串聯(lián)并形成環(huán)路；其工作原理為：參考輸入13將參考頻率輸入到鑒相器14中，在輸入?yún)⒖碱l率的參與下，數(shù)字鎖相環(huán)電路對(duì)輸出點(diǎn)頻頻率進(jìn)行捕獲及鎖定，最終由放大器20輸出穩(wěn)定的點(diǎn)頻頻率源信號(hào)，其中，參考輸入13是通過外部輸入將參考頻率輸入帶鑒相器14中，參考頻率也稱為標(biāo)準(zhǔn)頻率。

掃頻數(shù)字鎖相環(huán)頻率源電路的具體結(jié)構(gòu)形式見圖3，壓控振蕩器26與放大器31相連，同時(shí)，壓控振蕩器26依次與1/8分頻器27、濾波器28、鑒相器24、運(yùn)算放大器25相串聯(lián)并形成環(huán)路；其工作原理為：輸入頻率23向鑒相器24中輸入?yún)⒖碱l率，控制輸入29向1/8分頻器27中輸入控制指令，控制指令的參數(shù)是分頻比；當(dāng)控制指令改變分頻比，則1/8分頻器中的頻率發(fā)生變化，該頻率與鑒相器24中的參考頻率進(jìn)行比較后輸出所需頻率，然后數(shù)字鎖相環(huán)電路按照控制要求對(duì)輸出頻率進(jìn)行捕獲及鎖定，最終由放大器31輸出穩(wěn)定的頻率源信號(hào)。

二中頻開關(guān)濾波電路的具體結(jié)構(gòu)形式見圖4，第一濾波器35、第二濾波器36、第三濾波器37分別與第一sp3t開關(guān)34、第二sp3t開關(guān)38相連，第一sp3t開關(guān)34、第二sp3t開關(guān)38分別位于第一濾波器35、第二濾波器36、第三濾波器37的兩側(cè)；其工作原理為：二中頻信號(hào)經(jīng)第一sp3t開關(guān)34分別傳遞至第一濾波器35、第二濾波器36、第三濾波器37后再傳至第二sp3t開關(guān)38，按控制要求分別送不同帶寬的中頻濾波器進(jìn)行濾波，濾波后輸出中頻信號(hào)。

本實(shí)施例一種ku波段高靈敏接收電路的測(cè)試結(jié)果見表1：

表1ku波段高靈敏接收電路的測(cè)試結(jié)果

由表1能夠明顯看出，本實(shí)施例一種ku波段高靈敏接收電路的指標(biāo)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有設(shè)計(jì)等同的體積為原設(shè)計(jì)的5％、重量為原設(shè)計(jì)的12％、功耗為原設(shè)計(jì)的33％、接收靈敏度提高1～2db。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種ku波段高靈敏接收電路，電路采用全芯片微組裝設(shè)計(jì)，電路高度集成；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高度貫徹產(chǎn)品小型化、減重、降功耗的設(shè)計(jì)理念，極大地減小了電路的結(jié)構(gòu)尺寸、降低了電路的功耗、減輕了電路的重量，同時(shí)還具有性能穩(wěn)定、指標(biāo)一致性高的特點(diǎn)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。