一种Ka频段毫米波上变频器电路的制作方法

本技术涉及微波毫米波电路，尤其涉及一种ka频段毫米波上变频器电路。

背景技术：

1、微波变频器广泛应卫星通信、遥测遥感、雷达系统、导航系统、电子对抗等领域，是现代通信系统的核心组成部分。由于通信行业的快速发展，射频前端电路集成度越来越高，功能越来越多，且频率也越来越高，所以设备的制作难度越来越大。上变频器是通信系统的核心组成部分之一，能实现射频信号到中频信号的频谱搬移，以便于信号的解调。由于信道资源的日益拥堵，传统的s、c、x、ku频段的变频器已经不能满足大通量、大带宽信号的数据传输，因此就需要开发ka频段的毫米波变频器，ka频段毫米波变频器是我国卫星通信的关键技术，设计还存在着相当大的难度，比如说频率较高、带内平坦度较差、空间泄露严重等等，但是该频段的卫星通信具有频率高、信息容量大、抗干扰能力强等特点，因此受到国内外众多科研院所的积极参与和研究。

技术实现思路

1、本实用新型提出了一种ka频段毫米波上变频器电路，主要运用在微波毫米波电子系统，例如风云系列卫星、空间监测卫星、空间中继卫星、卫星地面站系统以及毫米波雷达系统等，为ka频段卫星通信的大通量、大带宽信号数据传输提供一种解决方案，具体方案如下。

2、一种ka频段毫米波上变频器电路，包括if/c上变频单元、c/ka上变频单元和提供本振信号的本振单元，所述if/c上变频单元输出端和c/ka上变频单元输入端电连接，所述本振单元包括点频本振子单元和跳频本振子单元，所述点频本振子单元与所述if/c上变频单元连接，所述跳频本振子单元与所述c/ka上变频单元连接。

3、具体的，所述if/c上变频单元包括中频信号if输入端和c频段中频信号if输出端，所述中频信号if输入端和c频段中频信号if输出端之间设置有依次连接的混频器mix1和混频器mix2，所述混频器mix1和混频器mix2分别接入点频本振子单元lo1和点频本振子单元lo2。

4、具体的，所述中频信号if输入端与混频器mix1之间还依次设置有接入输入中频信号if1的低通滤波器lpf1、低噪声放大器amp1以及一个数控衰减器att1，数控衰减器att1连接低噪声放大器amp2进入匹配电路进行匹配后接入混频器mix1。

5、具体的，所述混频器mix1和混频器mix2之间还设置有低通滤波器lpf2，混频器mix1混频后输出的l频段中频信号if2进入匹配电路进行匹配后接入所述低通滤波器lpf2；所述低通滤波器lpf2与混频器mix2之间还设置有数控衰减器att2、一级放大器amp3和带通滤波器bpf1，所述带通滤波器bpf1连接匹配电路进行匹配后接入混频器mix2，所述混频器mix2另一端连接c频段中频信号if输出端。

6、具体的，所述点频本振子单元lo1和点频本振子单元lo2包括锁定输入信号的集成式锁相环、滤除基波和鉴相杂散输出点频信号的带通滤波器以及放大器；所述集成式锁相环环内可编程分频器的分频比可调节。

7、具体的，所述c/ka上变频单元包括c频段中频信号if输入端以及ka频段毫米波信号输出端，所述c频段中频信号if输入端与ka频段毫米波信号输出端设置有混频器mix3，所述混频器mix3连接跳频本振子单元lo3；所述c频段中频信号if输入端与混频器mix3之间还设置有低通滤波器lpf3和低噪声放大器amp4，所述低噪声放大器amp4连接匹配电路进行匹配后接入带通滤波器bpf2，所述带通滤波器bpf2连接至混频器mix3。

8、具体的，所述混频器mix3与ka频段毫米波信号输出端之间还设置有开关滤波器组，混频器mix3混频后的ka频段毫米波信号进入匹配电路进行匹配后接入开关滤波器组；所述开关滤波器组与ka频段毫米波信号输出端之间还设置有一级放大器amp5、放大器amp6和隔离器。

9、具体的，所述跳频本振子单元lo3包括谐波发生器以及二分频后的两路功分；所述两路功分包括dds时钟信号分路和混频器本振信号分路，所述dds时钟信号分路和混频器本振信号分路还设置有混频器和锁相环，所述锁相环设置有高归一化噪声基底的鉴相器。

10、本实用新型的有益效果：本实用新型提出了一种ka频段毫米波上变频器电路，主要运用在微波毫米波电子系统，例如风云系列卫星、空间监测卫星、空间中继卫星、卫星地面站系统以及毫米波雷达系统等，通过if/c上变频单元设计，c/ka上变频单元设计，本振单元设计，实现ka频段毫米波上变频器，解决了ka频段毫米波变频器，带宽宽、频率较高、带内平坦度较差、空间泄露严重的技术难题，实现了ka频段大带宽、高平坦度，高隔离度的技术指标，为ka频段卫星通信的大通量、大带宽信号数据传输提供了解决方案。

技术特征：

1.一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，包括if/c上变频单元、c/ka上变频单元和提供本振信号的本振单元，所述if/c上变频单元输出端和c/ka上变频单元输入端电连接，所述本振单元包括点频本振子单元和跳频本振子单元，所述点频本振子单元与所述if/c上变频单元连接，所述跳频本振子单元与所述c/ka上变频单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，所述if/c上变频单元包括中频信号if输入端和c频段中频信号if输出端，所述中频信号if输入端和c频段中频信号if输出端之间设置有依次连接的混频器mix1和混频器mix2，所述混频器mix1和混频器mix2分别接入点频本振子单元lo1和点频本振子单元lo2。

3.根据权利要求2所述的一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，所述中频信号if输入端与混频器mix1之间还依次设置有接入输入中频信号if1的低通滤波器lpf1、低噪声放大器amp1以及一个数控衰减器att1，数控衰减器att1连接低噪声放大器amp2进入匹配电路进行匹配后接入混频器mix1。

4.根据权利要求3所述的一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，所述混频器mix1和混频器mix2之间还设置有低通滤波器lpf2，混频器mix1混频后输出的l频段中频信号if2进入匹配电路进行匹配后接入所述低通滤波器lpf2；所述低通滤波器lpf2与混频器mix2之间还设置有数控衰减器att2、一级放大器amp3和带通滤波器bpf1，所述带通滤波器bpf1连接匹配电路进行匹配后接入混频器mix2，所述混频器mix2另一端连接c频段中频信号if输出端。

5.根据权利要求2所述的一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，所述点频本振子单元lo1和点频本振子单元lo2包括锁定输入信号的集成式锁相环、滤除基波和鉴相杂散输出点频信号的带通滤波器以及放大器；所述集成式锁相环环内可编程分频器的分频比可调节。

6.根据权利要求1所述的一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，所述c/ka上变频单元包括c频段中频信号if输入端以及ka频段毫米波信号输出端，所述c频段中频信号if输入端与ka频段毫米波信号输出端设置有混频器mix3，所述混频器mix3连接跳频本振子单元lo3；所述c频段中频信号if输入端与混频器mix3之间还设置有低通滤波器lpf3和低噪声放大器amp4，所述低噪声放大器amp4连接匹配电路进行匹配后接入带通滤波器bpf2，所述带通滤波器bpf2连接至混频器mix3。

7.根据权利要求6所述的一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，所述混频器mix3与ka频段毫米波信号输出端之间还设置有开关滤波器组，混频器mix3混频后的ka频段毫米波信号进入匹配电路进行匹配后接入开关滤波器组；所述开关滤波器组与ka频段毫米波信号输出端之间还设置有一级放大器amp5、放大器amp6和隔离器。

8.根据权利要求6所述的一种ka频段毫米波上变频器电路，其特征在于，所述跳频本振子单元lo3包括谐波发生器以及二分频后的两路功分；所述两路功分包括dds时钟信号分路和混频器本振信号分路，所述dds时钟信号分路和混频器本振信号分路还设置有混频器和锁相环，所述锁相环设置有高归一化噪声基底的鉴相器。

技术总结
本技术公开了一种Ka频段毫米波上变频器电路，包括IF/C上变频单元，C/Ka上变频单元和本振单元；所述的IF/C上变频单元，用来实现IF信号上变频到C频段射频信号；所述的C/Ka上变频单元，用来实现C频段射频信号上变频到Ka频段毫米波信号；所述的本振单元，用来给IF/C上变频单元和C/Ka上变频单元提供本振信号，实现信号的频谱搬移；本技术通过IF/C上变频单元设计，C/Ka上变频单元设计，本振单元设计，实现了Ka频段宽带上变频器，实现了ka频段大带宽、高平坦度，高隔离度的技术指标。

技术研发人员：鲁纯,丁丽琴,巫良君,王飞龙
受保护的技术使用者：成都派奥科技有限公司
技术研发日：20230704
技术公布日：2024/1/15