超高頻波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置的製作方法
2023-10-05 23:15:14 2
專利名稱：超高頻波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線電通信對抗接收機系統中的VHF/UHF波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置，特別適用於作通信對抗系統中分析、測向、搜索接收機高頻前端的頻率擴展裝置。
中國專利專利號為95200369.4的專利中公開了一種《超高頻波段接收機高頻前端裝置》，這種超高頻波段接收機高頻前端裝置雖然具有工作頻帶寬、動態範圍較大、噪聲低等優點，但是對於用在通信對抗系統中的工程設備，其頻帶還是較窄，動態範圍還不足夠大，滿足不了工程設備高頻前端的需要，使通信對抗系統中的分析、測向、搜索接收機高頻前端裝置應用受到限制。
本實用新型的目的在於避免上述背景技術中的不足之處而提供一種工作頻率範圍寬、動態範圍大、設備量小的超高頻波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置，並本實用新型還具有集成化程度高、體積小、裝配調試使用方便、性能可靠等特點。
本實用新型的目的是這樣實現的它由1至10路帶通濾波器1、高頻放大器2、1至10路低通濾波器組3、混頻器4、11、濾波器5、6、高一中放7、低一中放8、濾波器9、10、低通濾波器12、放大器13、濾波器14、本振放大器15、16，開關K1至K6、電源17、開關控制電路18組成。其中接收信號入端A並接1至10路開關K1一端，1至10路開關K1另一端分別串接1至10路帶通濾波器1、1至10路開關K2後與高頻放大器2入端並接，高頻放大器2出端並接1至10路開關K3入端1腳，1至10路開關K3另一端2腳分別串接1至10路低通濾波器組3、1至10路開關K4後與混頻器4入端1腳並接，開關控制電路18各控制出端分別與各開關K3、K4的入端2腳連接，混頻器4出端2腳與開關K5動觸點3腳連接，開關K5定觸點1、2腳分別與濾波器5、6入端連接，濾波器5出端串接高一中放7、濾波器9後與開關K6定觸點1腳連接，濾波器6出端串接低一中放8、濾波器10後與開關K6定觸點2腳連接，開關K6動觸點3腳依次串接混頻器11、低通濾波器12、放大器13、濾波器14後與輸出中頻端B連接，第一本振信號入端C串接本振放大器15後與混頻器4入端3腳連接，第二本振信號入端D串接本振放大器16後與混頻器11入端3腳連接，電源17輸出+V1電壓與其它各級相應+V1電壓端連接，電源17輸出-V2、+V3電壓與開關控制電路18相應-V2、+V3電壓入端連接。
本實用新型的目的還可以通過以下措施達到本實用新型1至10路低通濾波器組3各路均由電感L1、L2、電容C1、C2、低通濾波器Z1構成，1至10路開關K3各路均由二極體V1、V2構成，1至10路開關K4各路均由二極體V3、V4構成，開關控制電路18由1至5個驅動器N1至N5、衰減器N6、電平控制器19構成，其中高頻放大器2出端串接電容C4後與1至10路二極體V1負極並接，二極體V1正極串接二極體V2後與電感L1、低通濾波器Z1一端並接，電感L1另一端與電感L2一端、電容C1、C2一端、驅動器N1入端2腳或驅動器N5出端7腳並接，電容C1、C2另一端接地端，各路電感L2另一端和低通濾波器Z1另一端與二極體V3正極並接，二極體V3負極串接二極體V4，各路二極體V4負極並接後再串接電容C3與衰減器N6入端1腳連接，電源17輸出端電壓+V3電壓分別與驅動器N1至N5各入端8腳及衰減器N6入端3腳並接、輸出端電壓-V2電壓分別驅動器N1至N5各入端4腳及衰減器N6入端2腳並接，驅動器N1至N5各入端3腳、6腳、衰減器N6出端4腳分別與電平控制器19入端1、3、2、4腳及5腳連接，衰減器N6出端5腳與下級混頻器4入端1腳連接，驅動器N1至N5及衰減器N6各入端9腳接地端。
本實用新型濾波器5、9由腔體濾波器Z2、Z3構成，濾波器6、10由LC濾波器Z4、Z5構成、高一中放7、低一中放8由放大集成塊AJ1、AJ2構成，其中開關K5定觸點1、2腳出端分別與腔體濾波器Z2、LC濾波器Z4入端連接，腔體濾波器Z2出端依次串接放大集成塊AJ1、腔體濾波器Z3後與開關K6定觸點1腳連接，LC濾波器Z4出端依次串接放大集成塊AJ2、LC濾波器Z5後與開關K6定觸點2腳連接，電源17輸出電壓+V1端串接電感L3後分別與放大集成塊AJ1、AJ2入端3腳並接，電源17輸出電壓+V1端並接電容C5後接地端，放大集成塊AJ1、AJ2的各4腳接地端。
本實用新型相比背景技術有如下優點1．本實用新型工作頻率範圍寬，由原來的高頻前端頻率範圍從20至500MHz，提高到頻率擴展後的覆蓋頻率範圍從20至1300MHz，使通信對抗系統設備工作頻率範圍也擴大了。
2．本實用新型節省系統的設備量小，由於頻率範圍的擴展，則要求本振的頻率也要擴展，這樣增加了本振源的工作難度和設備量，本實用新型中採用了高一中放7、低一中放8兩個一中頻率，從而減小了本振源的工作難度和設備量，同時也降低了設備的組合幹擾頻率，因而性能可靠。
3．本實用新型的動態範圍大，由原來高頻前端的三階等效輸入截點值的0DBm提高到大於3DBm，使性能指標大大提高。
4．本實用新型採用集成塊製作，集成化程度高，體積小，裝配調試使用方便，具有推廣應用價值。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
圖1是本實用新型原理方框圖。
圖2是本實用新型低通濾波器組3、開關K3、K4、開關控制電路18的電原理圖。
圖3是本實新型濾波器5、6、9、10、高一中放7、低一中放8的電原理圖。
參照圖1、圖2、圖3，本實用新型由1至10路帶通濾波器1、高頻放大器2、1至10路低通濾波器組3、混頻器4、11、濾波器5、6、高一中放7、低一中放8、濾波器9、10、低通濾波器12、放大器13、濾波器14、本振放大器15、16，開關K1至K6、電源17、開關控制電路18組成。從天線接收到的信號通過入端A與1至10路開關K1一端並接，1至10路開關K1另一端分別串接1至10路帶通濾波器1、1至10路開關K2後與高頻放大器2入端並接，高頻放大器2出端並接1至10路開關K3入端1腳，1至10路開關K1、K2用來選擇對應帶通濾波器1的工作頻帶，本實用新型的工作頻帶20至1300MHz帶寬由10路帶通濾波器1對應的10個頻段覆蓋，1至10路帶通濾波器1分別對覆蓋的頻段進行濾波，提高接收信號工作頻率的信號質量，實施例開關K1、K2採用通用市售2K4型二極體開關電路製作，10個帶通濾波器1採用自製的LC帶通濾波電路製作，覆蓋整個20至1300MHz的工作頻帶。高頻放大器2其作用是對經帶通濾波器1濾波後的信號進行前置放大，高頻放大器2實施例採用UTO-1522型集成電路製作。
本實用新型1至10路開關K3另一端2腳分別串接1至10路低通濾波器組3、1至10路開關K4後與混頻器4入端1腳並接，開關控制電路18各控制出端分別與各開關K3、K4入端2腳連接，1至10路低通濾波器組3各路均由電感L1、L2、電容C1、C2低通濾波器Z1構成，1至10路開關K3各路均由二極體V1、V2構成，1至10路開關K4各路均由二極體V3、V4構成，開關控制電路18由1至5個驅動器N1至N5、衰減器N6、電平控制器19構成。圖2是本實新型低通濾波器組3、開關K3、K4、開關控制電路18的實施例電原理連接線路圖，實施例按圖2連接線路。開關K3各路由二極體V1、V2構成二極體開關電路，開關K4各路由二極體V3、V4構成二極體開關電路。開關K3、K4的導通與截止由開關控制電路18中的1至5個驅動器N1至N5、衰減器N6、電平控制器19進行控制，其中驅動器N1至N5、電平控制器19用來控制1至10路二極體開關V1、V2及二極體開關V3、V4的導通與截止，選擇相應的低通濾波器組3工作所需的頻段。實施例中由電平控制器19控制驅動器N1至N3輸出電源電壓+V3、-V2的+5V、-5V電壓控制開關K3、K4的導通與截止。低通濾波器組3其作用對高頻放大器2輸出信號進行低通濾波，提高接收的信號質量。衰減器6對經低通濾波組3濾波後的大信號進行衰減，滿足下級混頻器4的輸入電平要求。低通濾波器組3中各路的電感L1、L2及C1、C2構成電源濾波，對輸入的控制電平進行濾波。低通濾波器Z1實施例採用自製的電感、電容器件組成的LC低通濾波器製作。二極體V1、V2、V3、V4實施例採用市售的2K4二極體製作。實施例驅動器N1至N5採用市售的XN441型集成塊製作，衰減器6採用市售的HE741型集成塊製作。電平控制器19採用市售通用的TTL集成塊製作。
本實用新型混頻器4出端2腳與開關K5動觸點3腳連接，開關K5定觸點1、2腳分別與濾波器5、6入端連接，濾波器5出端串接高一中放7、濾波器9後與開關K6定觸點1腳連接，濾波器6出端串接低一中放8、濾波器10後與開關K6定觸點2腳連接，開關K6動觸點3腳與下級混頻器11連接，第一本振信號入端C串接本振放大器15後與混頻器4入端3腳連接。本實用新型濾波器5、9由腔體濾波器Z2、Z3構成，濾波器6、10由LC濾波器Z4、Z5構成、高一中放7及低一中放8由放大集成塊AJ1、AJ2構成。圖3是本實用新型濾波器5、6、9、10、高一中放7、低一中放8的實施例電原理連接線路圖。實施例按圖3連接線路。由C端輸入的第一本振信號經本振放大器15放大後輸入混頻器4入端3腳，混頻器4其作用把輸入的接收信號與C端輸入的本振信號進行一次混頻，經一次混頻後輸出信號，通過開關K5的選擇，一路輸入腔體濾波器Z2、放大集成塊AJ1、腔體濾波Z3進行高一中頻的濾波放大，另一路輸入LC濾波器Z4、放大集成塊AJ2、LC濾波器Z5進行低一中頻的濾波放大，經濾波放大後的高一中頻、低一中頻通過開關K6的選擇輸出至下級第二次混頻器11。實施例C端輸入的本振信號由外接接收機主機的頻率綜合器提供。本振放大器15其作用分別對外接接收機輸入的本振信號進行放大，實施例本振放大器15採用市售XN381型單片集成放大器製作，混頻器4採用美國Mini公司生產的ROK-186型集成塊混頻器件製作。開關K5、K6採用市售的單刀雙擲開關製作。實施例腔體濾波器Z2、Z3採用自製的梳狀線腔體濾波器製作，其工作頻率為820MHz。LC濾波器Z4、Z5採用自製的LC濾波器製作，其工作頻率為340MHz。實施例放大集成塊AJ1採用市售的UTO一1006型集成器件製作，放大集成塊AJ2採用市售的UTO一545型集成器件製作。
本實用新型混頻器11輸出端2腳依次串接低通濾波器12、放大器13、濾波器14後與輸出中頻端B連接，第二本振信號入端D串接本振放大器16後與混頻器11入端3腳連接。實施例D端輸入的本振信號由外接接收機的頻率綜合器提供。本振放大器16其作用分別對外接接收機輸入的本振信號進行放大，實施例本振放大器16採用市售的XN381型單片集成放大器製作，混頻器11其作用把前級輸入的一中頻信號與D端輸入的本振信號進行二次混頻，經二次混頻後輸出信號，輸入低通濾波器12進行濾波，經低通濾波器12濾波後輸入放大器13對二中頻信號進行放大再輸入濾波器14濾波後得到21.4MHz的標準二中頻信號經出端B輸入接收機主機。實施例混頻器11採用美國Mini公司生產的ROK-186型集成塊混頻器件製作。低通濾波器12採用自製的0至30MHz的低通濾波器製作，放大器13採用市售UTO一545型集成器件製作，濾波器14採用自製的LC帶通濾波器製作，其帶通頻率為21.4MHz。
本實用新型電源17輸出+V1電壓提供各級部件的工作電壓，其輸出電壓為+15V。電源17輸出的-V2、+V3電壓提供開關控制電路18的控制電壓，其輸出電壓為-5V、+5V，實施例電源17輸出的+V1、-V2、+V3電壓均由外接接收機主機電源提供，本實用新型各電路中採用的電感L、電容C均採用市售和通用元器件製作。
本實用新型簡要工作原理如下天線接收的信號工作頻率經入端A輸入1至10路帶通濾波器1,10路帶通濾波器1分成10個頻段覆蓋整個20至1300MHz的工作頻率範圍，由開關K1、K2選擇一路帶通濾波器1頻段輸出，經高頻放大器2放大後輸入1至10路低通濾波器組3，同樣由1至10路低通濾波器組3分成若干個頻段覆蓋整個工作頻率範圍，由開關控制電路18控制開關K3、K4輸出相應的頻段信號，經低通濾波器組3輸出的工作頻率輸入混頻器4進行一次混頻，一次混頻後輸出兩個一中頻信號(高一中頻、低一中頻)、高一中頻與低一中頻由單刀雙擲開關K5、K6進行選擇輸出，再輸入混頻器11進行二次混頻，二次混頻後輸出一個二中頻21.4MHz的標準中頻信號，再經低通濾波器12濾波，放大器13進行二中頻放大，再經濾波器14濾波後經輸出端B輸入至下級接收機中頻通道。
本實用新型安裝結構如下把圖1、圖2、圖3中的電路器件安裝到一個尺寸大小長×寬×高為400×50×130毫米的屏蔽盒中，為了防止各級的相互幹擾，屏蔽盒內分隔成10個屏蔽小空間，10個屏蔽空間安裝10塊小印刷板，把電路中的所有元器件分別安裝到10塊小印刷板上，在屏蔽盒上側板上安裝輸入端A、輸出端B、本振信號入端C、D的電纜插座，實施例採用市售SMA型電纜插座製作，使用時通過電纜插頭、電纜線同接收機的相應信號端連接。同時在屏蔽盒的下側板上安裝電源17的電壓輸入插座，實施例採用市售CD一25T型插座安裝，使用時通過插頭及導線與接收機的電源輸出端連接。實施例屏蔽盒採用市售鋁板材料機械加工而成。本實用新型可用於通信對抗系統中的分析、測向、搜索等各種接收機作高頻前端的頻率擴展裝置。
權利要求1．一種由1至10路帶通濾波器(1)、高頻放大器(2)、混頻器(4)、(11)、低通濾波器(12)、放大器(13)、濾波器(14)、本振放大器(15)、(16)、開關K1至K6、電源(17)組成的超高頻波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置，其特徵在於還有1至10路低通濾波器組(3)、開關控制電路(18)、濾波器(5)、(6)、高一中放(7)、低一中放(8)、濾波器(9)、(10)組成，其中接收信號入端A並接1至10路開關K1一端，1至10路開關K1另一端分別串接1至10路帶通濾波器(1)、1至10路開關K2後與高頻放大器(2)入端並接，高頻放大器(2)出端並接1至10路開關K3入端1腳，1至10路開關K3另一端2腳分別串接1至10路低通濾波器組(3)、1至10路開關K4後與混頻器(4)入端1腳並接，開關控制電路(18)各控制出端分別與各開關K3、K4的入端2腳連接，混頻器(4)出端2腳與開關K5動觸點3腳連接，開關K5定觸點1、2腳分別與濾波器(5)、(6)入端連接，濾波器(5)出端串接高一中放(7)、濾波器(9)後與開關K6定觸點1腳連接，濾波器(6)出端串接低一中放(8)、濾波器(10)後與開關K6定觸點2腳連接，開關K6動觸點3腳依次串接混頻器(11)、低通濾波器(12)、放大器(13)、濾波器(14)後與輸出中頻端B連接，第一本振信號入端C串接本振放大器(15)後與混頻器(4)入端3腳連接，第二本振信號入端D串接本振放大器(16)後與混頻器(11)入端3腳連接，電源(17)輸出+V1電壓與其它各級相應+V1電壓端連接，電源(17)輸出-V2、+V3電壓與開關控制電路(18)相應-V2、+V3電壓入端連接。
2．根據權利要求1所述的超高頻波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置，其特徵在於1至10路低通濾波器組(3)各路均由電感L1、L2、電容C1、C2、低通濾波器Z1構成，1至10路開關K3各路均由二極體V1、V2構成，1至10路開關K4各路均由二極體V3、V4構成，開關控制電路(18)由1至5個驅動器N1至N5、衰減器N6、電平控制器(19)構成，其中高頻放大器(2)出端串接電容C4後與1至10路二極體V1負極並接，二極體V1正極串接二極體V2後與電感L1、低通濾波器Z1一端並接，電感L1另一端與電感L2一端、電容C1、C2一端、驅動器N1入端2腳(或驅動器N5出端7腳)並接，電容C1、C2另一端接地端，各路電感L2另一端和低通濾波器Z1另一端與二極體V3正極並接，二極體V3負極串接二極體V4，各路二極體V4負極並接後再串接電容C3與衰減器N6入端1腳連接，電源(17)輸出端電壓+V3電壓分別與驅動器N1至N5各入端8腳及衰減器N6入端3腳並接、輸出端電壓-V2電壓分別驅動器N1至N5各入端4腳及衰減器N6入端2腳並接，驅動器N1至N5各入端3腳、6腳、衰減器N6出端4腳分別與電平控制器(19)入端1、3、2、4腳及5腳連接，衰減器N6出端5腳與下級混頻器(4)入端1腳連接，驅動器N1至N5及衰減器N6各入端9腳接地端。
3．根據權利要求1或2所述的超高頻波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置，其特徵在於濾波器(5)、(9)由腔體濾波器Z2、Z3構成，濾波器(6)、(10)由LC濾波器Z4、Z5構成、高一中放(7)、低一中放(8)由放大集成塊AJ1、AJ2構成，其中開關K5定觸點1、2腳出端分別與腔體濾波器Z2、LC濾波器Z4入端連接，腔體濾波器Z2出端依次串接放大集成塊AJ1、腔體濾波器Z3後與開關K6定觸點1腳連接，LC濾波器Z4出端依次串接放大集成塊AJ2、LC濾波器Z5後與開關K6定觸點2腳連接，電源(17)輸出電壓+V1端串接電感L3後分別與放大集成塊AJ1、AJ2入端3腳並接，電源(17)輸出電壓+V1端並接電容C5後接地端，放大集成塊AJ1、AJ2的各4腳接地端。
專利摘要本實用新型公開了一種超高頻波段接收機高頻前端的頻率擴展裝置,它由1至10路帶通濾波器及低通濾波器組、放大器、混頻器、高低一中放,二中放大器、開關控制電路等部件組成。它採用分波段帶通濾波器及低通濾波器組,以及採用二個一中頻信號達到提高工作頻率帶寬和大的動態範圍,以適應多種接收機作頻率擴展裝置。它還具有集成化程度高、體積小、裝配調試使用方便、性能可靠等特點,特別適用於通信對抗系統中接收機,具有擴展應用價值。
文檔編號H04B1/69GK2335313SQ98217340
公開日1999年8月25日 申請日期1998年7月21日 優先權日1998年7月21日
發明者李健萍, 紀學軍, 崔焱, 米慧瑾 申請人:電子工業部第五十四研究所