一种四输出微波变频电路及四输出变频器的制作方法

本发明实施例属于微波技术领域，尤其涉及一种四输出微波变频电路及四输出变频器。

背景技术：

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结构复杂，外围电路较多，导致电子元器件之间的隔离效果较差，信号间存在严重的干扰，电路的稳定性较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种四输出微波变频电路及四输出变频器，电路结构简单，外围电路少，可以有效减少电子元器件间的干扰。

本发明实施例一方面提供一种四输出微波变频电路，其包括射频放大模块、滤波模块、高度集成的控制模块、晶振模块和稳压模块；

所述射频放大模块接入水平极化信号和垂直极化信号并分别与所述滤波模块和所述控制模块连接，所述滤波模块还与所述控制模块连接，所述控制模块还分别与所述晶振模块和所述稳压模块连接并接入外部接收机输出的控制信号，所述稳压模块还接入所述接收机输出的电平信号；

所述射频放大模块受所述控制模块控制分别对所述水平极化信号和所述垂直极化信号进行放大后输出给所述滤波模块，所述滤波模块对放大后的所述水平极化信号和所述垂直极化信号进行滤波后输出给所述控制模块，所述控制模块根据所述控制信号控制所述晶振模块输出预设频率的本振信号，所述控制模块还将所述本振信号、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四路中低频信号并通过其四个输出端分别输出至所述接收机，所述稳压模块将所述电平信号的电压调节至预设值为所述控制模块供电。

本发明实施例另一方面还提供一种四输出变频器，其包括上述的四输出微波变频电路。

本发明实施例通过高度集成的控制模块连接射频放大模块、晶振模块和稳压模块构成具有微波变频功能的四输出微波变频电路，电路结构简单，外围电路少，可以有效减少电子元器件间的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是本发明的实施例一提供的微波变频电路的结构框图；

图2是本发明的实施例二提供的微波变频电路的结构框图；

图3是本发明的实施例三提供的微波变频电路的结构框图；

图4是本发明的实施例四提供的微波变频电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明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。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种四输出微波变频电路100，其包括射频放大模块10、滤波模块20、高度集成的控制模块30、晶振模块40和稳压模块50。

射频放大模块10接入水平极化信号和垂直极化信号并分别与滤波模块20和控制模块30连接，滤波模块20还与控制模块30连接，控制模块30还分别与晶振模块40和稳压模块50连接并接入外部接收机200输出的控制信号，稳压模块50还接入接收机200输出的电平信号。

在具体应用中，射频放大模块10包括两个输入端，其中一个输入端连接用于接收水平极化信号的第一天线，另一个输入端连接用于接收垂直极化信号的第二天线，第一天线和第二天线可以是同一个天线也可以是不同的天线；滤波模块20可以选用由带通滤波器构成的滤波电路，也可以选用其他具有同等滤波作用的滤波器件或电路；控制模块30可以为通过通用集成电路，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)来实现的高度集成的具有数据处理、计算和控制功能的集成电路或芯片；晶振模块40可以选用晶体振荡器。

本实施例所提供的四输出微波变频电路100的工作原理为：

射频放大模块受控制模块控制分别对水平极化信号和垂直极化信号进行放大后输出给滤波模块，滤波模块对放大后的水平极化信号和垂直极化信号进行滤波后输出给控制模块，控制模块根据控制信号控制晶振模块输出预设频率的本振信号，控制模块还将本振信号、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四路中低频信号并通过其四个输出端分别输出至接收机，稳压模块将电平信号的电压调节至预设值为控制模块供电。

在具体应用中，接收机根据其需要获取的中低频信号的频率，输出相应的控制信号使控制模块获取对应频率的本振信号，最终使控制模块输出接收机需要的频率的中低频信号。

本实施例通过高度集成的控制模块连接射频放大模块、晶振模块和稳压模块构成具有微波变频功能的四输出微波变频电路，电路结构简单，外围电路少，可以有效减少电子元器件间的干扰。

实施例二：

本实施例是对实施例一所提供的四输出微波变频电路100结构的进一步细化。

如图2所示，在本实施例中，射频放大模块10包括第一射频放大单元11和第二射频放大单元12。

第一射频放大单元11接入水平极化信号并分别与滤波模块20和控制模块30连接，第二射频放大单元12接入垂直极化信号并分别与滤波模块20和控制模块30连接。

本实施例所提供的射频放大模块10的工作原理为：

第一射频放大单元受控制模块控制对水平极化信号进行放大后输出给滤波模块，第二射频放大单元受控制模块控制对垂直极化信号进行放大后输出给滤波模块。

本实施例通过提供相互独立的第一射频放大单元和第二射频放大单元分别对水平极化信号和垂直极化信号进行放大，可以有效隔离水平极化信号和垂直极化信号，杜绝水平极化信号和垂直极化信号之间的相互交叉情况，减少信号间的干扰。

如图2所示，在本实施例中，滤波模块20包括第一滤波单元21和第二滤波单元22。

第一滤波单元21的输入端和第二滤波单元22的输入端均与射频放大模块10连接，第一滤波单元21的输出端和第二滤波单元22的输出端均与控制模块30连接。

在本实施例中，第一滤波单元21的输入端接第一射频放大单元11的输出端，第二滤波单元22的输入端接第二射频放大单元12的输出端。

本实施例所提供的滤波模块20的工作原理为：

第一滤波单元对射频放大模块输出的放大后的水平极化信号进行滤波后输出给控制模块，第二滤波单元对射频放大模块输出的放大后的垂直极化信号进行滤波后输出给控制模块。

本实施例通过提供相互独立的第一滤波单元和第二滤波单元分别对放大后的水平极化信号和放大后的垂直极化信号进行滤波，可以有效隔离水平极化信号和垂直极化信号，杜绝水平极化信号和垂直极化信号之间的相互交叉情况，减少信号间的干扰。

如图2所示，在本实施例中，稳压模块50包括第一稳压单元51和第二稳压单元52。

第一稳压单元51的第一输入端与控制模块30的第一中低频信号输出端共接于接收机200，第一稳压单元51的第二输入端与控制模块30的第二中低频信号输出端共接于接收机200，第二稳压单元52的第一输入端与控制模块30的第三中低频信号输出端共接于接收机200，第二稳压单元52的第二输入端与控制模块30的第四中低频信号输出端共接于接收机200，第一稳压单元51的输出端和第二稳压单元52的输出端共接于控制模块30的供电端。

在本实施例中，第一稳压单元51的第一输入端和第二输入端以及第二稳压单元52的第一输入端和第二输入端输入的均是相同的电平信号；控制模块30第一～第四输出端中每个输出端输出四路中低频信号中的一路。

本实施例提供的稳压模块50的工作原理为：

第一稳压单元与第二稳压单元分别输入电平信号并将电平信号的电压调节至预设值为控制模块供电。

本实施例通过两个稳压单元的四个输出端分别一一对应连接控制模块的四个输出端，可以有效隔离输出的四路中低频信号，减少信号之间的干扰。

实施例三：

本实施例是对实施例二所提供的四输出微波变频电路100结构的进一步细化。

如图3所示，在本实施例中，第一射频放大单元11包括第一初级放大子单元111和第一次级放大子单元112，第二射频放大单元12包括第二初级放大子单元121和第二次级放大子单元122。

第一初级放大子单元111的输入端接入水平极化信号，第一初级放大子单元111的第一受控端和第二受控端均与控制模块30连接，第一初级放大子单元111的输出端接第一次级放大子单元112的输入端；

第一次级放大子单元112第一受控端和第二受控端均与控制模块30连接，第一次级放大子单元112的输出端接滤波模块20的第一滤波单元21的输入端；

第二初级放大子单元121的输入端接入垂直极化信号，第二初级放大子单元121的第一受控端和第二受控端均与控制模块30连接，第二初级放大子单元121的输出端接第二次级放大子单元122的输入端；

第二次级放大子单元122第一受控端和第二受控端均与控制模块30连接，第二次级放大子单元122的输出端接滤波模块20的第二滤波单元22的输入端。

本实施例所提供的第一射频放大单元11和第二射频放大单元12的工作原理为：

第一初级放大子单元受控制模块控制对水平极化信号进行一次放大后输出给第一次级放大子单元，第一次级放大子单元对一次放大后的水平极化信号进行二次放大后输出给滤波模块；

第二初级放大子单元受控制模块控制对垂直极化信号进行一次放大后输出给第二次级放大子单元，第二次级放大子单元对一次放大后的垂直极化信号进行二次放大后输出给滤波模块。

如图3所示，在本实施例中，第一射频放大单元10还包括第一耦合电容C1，第二射频放大单元20还包括第二耦合电容C2。

第一耦合电容C1的阳极接第一初级放大子单元111的输出端，第一耦合电容C1的阴极接第一次级放大子单元112的输入端，第二耦合电容C2的阳极接第二初级放大子单元121的输出端，第二耦合电容C2的阴极接第二次级放大子单元122的输入端。

本实施例通过分别对水平极化信号和垂直极化信号进行二次放大，可以得到频率大小符合需要的射频信号。

实施例四：

本实施例是在实施例三的基础上，提供四输出微波变频电路100的具体电路结构。

如图4所示，在本实施例中，第一初级放大子单元111包括第一N型场效应管Q1、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、第一旁路电容C3和第二旁路电容C4，第一次级放大子单元112包括第二N型场效应管Q2、第三限流电阻R3、第四限流电阻R4、第三旁路电容C5和第四旁路电容C6，第二初级放大子单元121包括第三N型场效应管Q3、第五限流电阻R5、第六限流电阻R6、第五旁路电容C7、第六旁路电容C8、第七旁路电容C9、第八旁路电容C10和第九旁路电容C11，第二次级放大子单元122包括第四N型场效应管Q4、第七限流电阻R7、第八限流电阻R8、第十旁路电容C12、第十一旁路电容C13和第十二旁路电容C14。

第一N型场效应管Q1的栅极和第一限流电阻R1的一端共接构成第一初级放大子单元111的输入端，第一限流电阻R1的另一端与第一旁路电容C3的阳极共接构成第一初级放大子单元111的第一受控端，第一旁路电容C3的阴极接地，第一N型场效应管Q1的漏极与第二限流电阻R2的一端共接构成第一初级放大子单元111的输出端，第二限流电阻R2的另一端与第二旁路电容C4的阳极共接构成第一初级放大子单元111的第二受控端，第二旁路电容C4的阴极接地。

第二N型场效应管Q2的栅极和第三限流电阻R3的一端共接构成第一次级放大子单元112的输入端，第三限流电阻R3的另一端与第三旁路电容C5的阳极共接构成第一次级放大子单元112的第一受控端，第三旁路电容C5的阴极接地，第二N型场效应管Q2的漏极与第四限流电阻R4的一端共接构成第一次级放大子单元112的输出端，第四限流电阻R4的另一端与第四旁路电容C6的阳极共接构成第一次级放大子单元112的第二受控端，第四旁路电容C6的阴极接地。

第三N型场效应管Q3的栅极和第五限流电阻R5的一端共接构成第二初级放大子单元121的输入端，第五限流电阻R5的另一端与第五旁路电容C7的阳极和第六旁路电容C8的阳极共接构成第二初级放大子单元121的第一受控端，第五旁路电容C7的阴极和第六旁路电容C8的阴极共接于地，第三N型场效应管Q3的漏极与第六限流电阻R6的一端共接构成第二初级放大子单元121的输出端，第六限流电阻R6的另一端与第七旁路电容C9的阳极、第八旁路电容R10的阳极和第九旁路电容R11的阳极共接构成第二初级放大子单元121的第二受控端，第七旁路电容R9的阴极、第八旁路电容R10的阴极和第九旁路电容R11的阴极共接于地。

第四N型场效应管Q4的栅极和第七限流电阻R7的一端共接构成第二次级放大子单元122的输入端，第七限流电阻R7的另一端与第十旁路电容C12的阳极和第十一旁路电容C13的阳极共接构成第二次级放大子单元122的第一受控端，第十旁路电容C12的阴极和第十一旁路电容C13的阴极共接于地，第四N型场效应管Q4的漏极与第八限流电阻R8的一端共接构成第二次级放大子单元122的输出端，第八限流电阻R8的另一端与第十二旁路电容C14的阳极共接构成第二次级放大子单元122的第二受控端，第十二旁路电容C14的阴极接地。

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型场效应管时，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。

如图4所示，在本实施例中，第一滤波单元21包括第三耦合电容C15和第一带通滤波器BPF1，第二滤波单元22包括第四耦合电容C16和第二带通滤波器BPF2。

第三耦合电容C15的阳极为第一滤波单元21的输入端，第三耦合电容C15的阴极接第一带通滤波器BPF1的输入端，第一带通滤波器BPF1的输出端为第一滤波单元21的输出端；

第四耦合电容C16的阳极为第二滤波单元22的输入端，第四耦合电容C16的阴极接第二带通滤波器BPF2的输入端，第二带通滤波器BPF2的输出端为第二滤波单元22的输出端。

如图4所示，在本实施例中晶振模块40包括频率范围为0～25MHZ晶体振荡器X，该晶体振荡器X的两个接地端分别通过电容C17和电容C18接地。

如图4所示，在本实施例中，控制模块30包括控制芯片U1，本实施例中，控制芯片U1选用恩智浦半导体有限公司(NXP Semiconductors)生产的TFF1044HN型芯片，该芯片的引脚定义和连接关系如下：

1号引脚：第一路射频信号的第一级放大器漏极偏置电压控制端，本实施例中接第一初级放大子单元111的第二受控端；

2号引脚：第一路射频信号的第一级放大器栅极偏置电压控制端，本实施例中接第一初级放大子单元111的第一受控端；

3号引脚：第一级放大器漏极电流设定端，本实施例中经电阻R9接地；

4号引脚：外部晶振正连接端，本实施例中接晶体振荡器X的输入端；

5号引脚：第二级放大器类型选择端，本实施例中接地；

6号引脚：外部晶振负连接端，本实施例中接晶体振荡器X的输出端；

7号引脚：第二级放大器漏极/集电极电流设定端，本实施例中经电阻R10接地；

8号引脚：第二路射频信号的第一级放大器栅极偏置电压控制端，本实施例中接第二初级放大子单元112的第一受控端；

9号引脚：第二路射频信号的第一级放大器漏极偏置电压控制端，本实施例中接第二初级放大子单元112的第二受控端；

10号引脚和13号引脚：第二路射频信号的接地端，本实施例中均接地；

11号引脚和12号引脚：第二路射频信号输入端，本实施例中共接于带通滤波器BPF2的输出端；

14号引脚：第二路射频信号的第二级放大器漏极偏置电压控制端，本实施例中接第二次级放大子单元122的第二受控端；

15号引脚：第二路射频信号的第二级放大器栅极偏置电压控制端，本实施例中接第二次级放大子单元122的第一受控端；

16号引脚：转换增益设置端，本实施例中经电阻R11接地；

17号引脚：第四路中低频信号输出端的转换增益设置端，本实施例中接地；

18号引脚：第四路中低频信号输出端，本实施例中接电容C19的阳极；

19号引脚：第四路中低频信号的波段选择控制信号输入端，本实施例中经电阻R12与电容C19的阴极和第二稳压单元52的第二输入端共接于接收机；

20号引脚：第三路中低频信号的波段选择控制信号输入端，本实施例中经电阻R12与电容C20的阴极和第二稳压单元52的第一输入端共接于接收机；

21号引脚：第三路中低频信号输出端，本实施例中接电容C20的阳极；

22号引脚：第三路中低频信号的接地端，本实施例中接地；

23号引脚：供电端，本实施例中与第一稳压单元51的输出端和第二稳压单元52的输出端共接；

24号引脚：第二路中低频信号的接地端，本实施例中接地；

25号引脚：第二路中低频信号输出端，本实施例中接电容C21的阳极；

26号引脚：第三路中低频信号的波段选择控制信号输入端，本实施例中经电阻R14与电容C21的阴极和第一稳压单元51的第二输入端共接于接收机；

27号引脚：第一路中低频信号的波段选择控制信号输入端，本实施例中经电阻R15与电容C22的阴极和第一稳压单元51的第一输入端共接于接收机；

28号引脚：第一路中低频信号输出端，本实施例中接电容C22的阳极；

29号引脚：第一路中低频信号的接地端，本实施例中接地；

30号引脚：射频信号输入和四输出模式选择端，本实施例中置空；

31号引脚：第一路射频信号的第二级放大器栅极偏置电压控制端，本实施例中接第一次级放大子单元112的第一受控端；

32号引脚：第一路射频信号的第二级放大器漏极偏置电压控制端，本实施例中接第一次级放大子单元112的第二受控端；

33号引脚：射频信号接地端，本实施例中接地；

34号引脚和35号引脚：第一路射频信号输入端，本实施例中共接于带通滤波器BPF1的输出端；

36号引脚：射频信号接地端，本实施例中接地。

如图4所示，在本实施例中，第一稳压单元51包括第一稳压芯片U2、第二稳压芯片U3和第一开关二极管T1，第二稳压单元52包括第三稳压芯片U4、第四稳压芯片U5和第二开关二极管T2。

第一稳压芯片U2的输入端为第一稳压单元51的第一输入端，第一稳压芯片U2的输出端接第一开关二极管T1的第一输入端，第一稳压芯片U2的接地端接地，第二稳压芯片U3的输入端为第一稳压单元51的第二输入端，第二稳压芯片U3的输出端接第一开关二极管T1的第二输入端，第二稳压芯片U3的接地端接地，第一开关二极管T1的输出端为第一稳压单元51的输出端；

第三稳压芯片U4的输入端为第二稳压单元52的第一输入端，第三稳压芯片U4的输出端接第二开关二极管T2的第一输入端，第三稳压芯片U4的接地端接地，第四稳压芯片U5的输入端为第二稳压单元T2的第二输入端，第四稳压芯片U5的输出端接第二开关二极管T2的第二输入端，第四稳压芯片U5的接地端接地，第二开关二极管T2的输出端为第二稳压单元52的输出端；

在本实施例中，第一稳压芯片U2的输入端还经电容C23接地，第一稳压芯片U2的输出端还分别经电容C24和电容C25接地；第二稳压芯片U3的输入端还分别经电容C26和C27接地，第二稳压芯片U3的输出端还经电容C28接地；第一开关二极管T1的输出端还经电容C29接地；第三稳压芯片U4的输入端还经电容C30接地，第三稳压芯片U4的输出端还经电容C31接地；第四稳压芯片U5的输入端还经电容C32接地，第四稳压芯片U5的输出端还经电容C33接地；第二开关二极管T2的输出端还经电容C34接地，第一开关二极管T1的输出端和第二开关二极管T2的输出端还共接后分别经电容C35和电容C36接地。

本发明实施例还提供一种四输出变频器，其包括上述的四输出微波变频电路。由上述四输出微波变频电路构成的变频器结构简单，性能稳定，适于广泛推广使用。

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