3mm波段接收機及其應用的製作方法

2023-09-22 22:05:10

3mm波段接收機及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種3mm波段接收機及其應用，其中，所述3mm波段接收機至少包括：接收天線，用於接收射頻信號；低噪聲放大器，用於將所述接收天線接收到的射頻信號進行放大；本振信號源，用於產生本振信號；正交混頻器，用於將所述低噪聲放大器的輸出信號和所述本振信號源產生的本振信號進行混頻，產生並輸出兩路正交的中頻信號；正交耦合器，用於將所述正交混頻器的兩路輸出信號進行功率合成，產生並輸出一路單邊帶信號；中頻放大器，用於將所述正交耦合器輸出的單邊帶信號進行放大。本發明可以大大降低成本和實現難度，同時改變正交混頻器的I/Q輸出埠和正交耦合器的兩個輸入埠的連接次序可以實現單邊帶輸出，可以很好地抑制鏡像信號。
【專利說明】3mm波段接收機及其應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及毫米波【技術領域】，特別是涉及一種3_波段接收機及其應用。

【背景技術】
[0002] 毫米波具有良好的大氣穿透特性以及豐富的頻譜資源，在通信、制導、雷達、臨床 醫學等領域具有重大意義和應用前景。其中，3mm波段作為大氣窗口，具有較短的波長和較 小的傳播衰減，是毫米波通信研究的熱點。作為毫米波系統的重要組成部分，接收機能將高 頻的毫米波信號下變頻至中頻信號以便後續信號處理。因此，接收機的性能（如靈敏性、噪 聲係數、鏡像信號抑制能力、動態範圍等）優劣對整個3mm波段毫米波系統有直接影響。
[0003] 現有的3mm波段接收機接收帶寬較窄，集成度低且成本較高，鬚髮滿足應用需求。 例如，直接檢波式接收方法中，接收機無法獲得相位信息，並且對鏡像信號無抑制，因而性 能較差；超外差式接收方法中，接收機通過混頻器將高頻信號下變頻到中頻信號，其採用基 波混頻方法，需要一個直接產生3_波段高頻信號的本振信號源，因而會導致毫米波系統 成本增加。此外，現有接收機的結構不緊湊，佔用空間較大。
[0004] 由此，現在亟需一種具有良好性能，能夠有效抑制鏡像信號，並且結構緊湊、成本 較低的3mm波段接收機。


【發明內容】

[0005] 鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種3mm波段接收機及其 應用，性能好，成本低，用於解決現有技術中3mm波段接收機性能較差，無法抑制鏡像信號， 結構不緊湊，成本較高，無法滿足應用需求的問題。
[0006] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種3mm波段接收機，其中，所述 3mm波段接收機至少包括：
[0007] 接收天線，用於接收射頻信號；
[0008] 低噪聲放大器，連接於所述接收天線，用於將所述接收天線接收到的射頻信號進 行放大；
[0009] 本振信號源，用於產生本振信號；
[0010] 正交混頻器，具有兩個輸入埠和I/Q輸出埠，其中一個輸入埠連接於所述 低噪聲放大器，另一個輸入埠連接於所述本振信號源，用於將所述低噪聲放大器的輸出 信號和所述本振信號源產生的本振信號進行混頻，產生並輸出兩路正交的中頻信號；其中， 第一路中頻信號由所述正交混頻器的I輸出埠輸出，第二路中頻信號由所述正交混頻器 的Q輸出埠輸出；
[0011] 正交耦合器，具有兩個輸入埠和兩個輸出埠，兩個輸入埠分別連接於所述 正交混頻器的I/Q輸出埠，其中一個輸出埠還連接於一匹配負載，用於將所述正交混 頻器的兩路輸出信號進行功率合成，產生並輸出一路單邊帶信號；其中，所述單邊帶信號由 所述正交耦合器的另一個輸出埠輸出，所述單邊帶信號的邊帶適於根據所述正交耦合器 的兩個輸入埠與所述正交混頻器的I/Q輸出埠的連接次序進行選擇；
[0012] 中頻放大器，連接於所述正交耦合器的另一個輸出埠，用於將所述正交耦合器 輸出的單邊帶信號進行放大。
[0013] 優選地，所述本振信號源至少包括：
[0014] 壓控振蕩器，用於產生微波信號；
[0015] 倍頻器，連接於所述壓控振蕩器，用於將所述壓控振蕩器產生的微波信號進行倍 頻，以產生本振信號。
[0016] 優選地，所述壓控振蕩器為低頻壓控振蕩器，所述倍頻器為N倍頻器，其中，N為大 於等於二的自然數。
[0017] 優選地，所述倍頻器為二倍頻器，所述壓控振蕩器產生的微波信號的頻率範圍為 20GHz ?27. 5GHz。
[0018] 優選地，所述3mm波段接收機還包括：電源模塊；所述電源模塊至少包括：
[0019] 第一直流電源板，連接於所述壓控振蕩器和所述倍頻器，用於向所述壓控振蕩器 和所述倍頻器輸入直流穩壓供電電壓，以及向所述壓控振蕩器輸入調諧電壓；其中，所述壓 控振蕩器產生的微波信號的頻率和功率適於通過改變所述調諧電壓來進行改變，從而改變 所述本振信號源的輸出信號；
[0020] 第二直流電源板，連接於所述低噪聲放大器，用於向所述低噪聲放大器輸入直流 穩壓供電電壓；
[0021] 第三直流電源板，連接於所述正交混頻器，用於向所述正交混頻器輸入直流穩壓 供電電壓；
[0022] 第四直流電源板，連接於所述中頻放大器，用於向所述中頻放大器輸入直流穩壓 供電電壓。
[0023] 優選地，所述電源模塊還包括：
[0024] 第一直流供電端，連接於所述第一直流電源板，用於向所述第一直流電源板供 電；
[0025] 第二直流供電端，連接於所述第二直流電源板，用於向所述第二直流電源板供 電；
[0026] 第三直流供電端，連接於所述第三直流電源板，用於向所述第三直流電源板供 電；
[0027] 第四直流供電端，連接於所述第四直流電源板，用於向所述第四直流電源板供電。
[0028] 優選地，所述第一直流供電端、所述第二直流供電端和所述第三直流供電端均為 穿心電容。
[0029] 優選地，所述正交混頻器為Μ次諧波混頻器，其中，Μ為大於等於二的自然數。
[0030] 優選地，所述正交混頻器為二次諧波混頻器。
[0031] 本發明還提供一種如上所述的3_波段接收機的應用，其中，所述3_波段接收機 應用於3mm波段毫米波信號噪聲係數分析儀的頻率擴展測試。
[0032] 如上所述，本發明的3mm波段接收機及其應用，具有以下有益效果：
[0033] 本發明實現了 3mm波段接收機的功能，使得在3mm波段進行寬帶高頻信號接收，更 加方便、精確。
[0034] 本發明的3mm波段接收機，採用可以降低所需本振信號的本振頻率的諧波混頻 器，無需高頻的3_波段本振信號源，可以大大降低成本和實現難度，同時改變正交混頻器 的I/Q輸出埠和正交耦合器的兩個輸入埠的連接次序可以實現單邊帶輸出，可以很好 地抑制鏡像信號。
[0035] 本發明的3mm波段接收機，可以將各組成器件高度緊湊化集成為四個相互連接的 模塊化結構，可以減小成本和實現緊湊化集成，實現寬頻帶接收，整個結構獨立通用，結構 緊湊，使用方便，滿足了 3mm波段緊湊化、寬頻帶接收的需求。
[0036] 本發明的3mm波段接收機，可以通過與頻譜儀連接，進行3mm波段接收機的接收性 能測試；還可以應用於3_波段毫米波信號噪聲係數分析儀的頻率擴展測試，實用性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 圖1顯示為本發明實施例的3mm波段接收機的結構示意框圖。
[0038] 圖2顯示為本發明實施例的3mm波段接收機的結構示意框圖。
[0039] 圖3顯示為本發明實施例的3mm波段接收機的部分模塊化結構的立體示意圖。
[0040] 圖4顯示為本發明實施例的3mm波段接收機的部分模塊化結構的平面示意圖。
[0041] 元件標號說明
[0042] 1 接收天線
[0043] 2 低噪聲放大器
[0044] 3 本振信號源
[0045] 31 壓控振蕩器
[0046] 32 倍頻器
[0047] 4 正交混頻器
[0048] 5 正交耦合器
[0049] 6 匹配負載
[0050] 7 中頻放大器
[0051] 8 電源模塊
[0052] 81 第一直流電源板
[0053] 82 第二直流電源板
[0054] 83 第三直流電源板
[0055] 84 第四直流電源板
[0056] 85 第一直流供電端
[0057] 86 第二直流供電端
[0058] 87 第三直流供電端
[0059] 88 第四直流供電端
[0060] 100 第一模塊化結構
[0061] 101 第一殼體
[0062] 102 本振信號輸出埠
[0063] 103 第一固定螺紋孔
[0064] 104 連接螺紋孔
[0065] 105 第一接地柱
[0066] 300 第三模塊化結構
[0067] 301 第三殼體
[0068] 302 本振信號輸入埠
[0069] 303 射頻信號輸入埠
[0070] 304 中頻信號輸出埠
[0071] 305 第三固定螺紋孔
[0072] 306 第二個法蘭盤接口
[0073] 307 第三接地柱

【具體實施方式】
[0074] 以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書 所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實 施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離 本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0075] 請參閱圖1，本發明的實施例涉及一種3_波段接收機。需要說明的是，本實施例 中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的 組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量 及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
[0076] 本實施例的3mm波段接收機至少包括：接收天線1，低噪聲放大器2,正交混頻器 4,正交耦合器5和中頻放大器7。其中：
[0077] 對於接收天線1，其用於接收射頻信號。該射頻信號為3_波段的高頻信號，其作 為低噪聲放大器2的輸入信號。
[0078] 對於低噪聲放大器2,其連接於接收天線1，用於將接收天線1接收到的射頻信號 進行放大。接收天線1接收到的射頻信號經過低噪聲放大器2後進入後續器件，這樣整個 結構的噪聲係數就保持在較低的水平，經低噪放大後的射頻信號可以彌補後續正交混頻器 4的輸出信號的變頻損耗，使經過低噪放大和混頻後的輸出信號的增益保持在可接受的水 平。另外，低噪聲放大器2能夠輸出具有較高的輸出功率的輸出信號，作為正交混頻器4的 其中一個輸入信號。
[0079] 對於本振信號源3,其用於產生本振信號。在本實施例中，本振信號源3至少包括： 壓控振蕩器31和倍頻器32。其中，壓控振蕩器31用於產生微波信號，倍頻器32連接於壓 控振蕩器31，用於將壓控振蕩器31產生的微波信號進行倍頻，以產生本振信號。壓控振蕩 器31為低頻壓控振蕩器31，倍頻器32為N倍頻器32,其中，N為大於等於二的自然數。該 倍頻器32的輸出信號作為正交混頻器4的另一個輸入信號。
[0080] 對於正交混頻器4,其具有兩個輸入埠和I/Q輸出埠，其中一個輸入埠連接 於低噪聲放大器2,另一個輸入埠連接於本振信號源3,用於將低噪聲放大器2的輸出信 號和本振信號源3產生的本振信號進行混頻，產生並輸出兩路正交的中頻信號；其中，第一 路中頻信號由正交混頻器4的I輸出埠輸出，第二路中頻信號由正交混頻器4的Q輸出 埠輸出。在本實施例中，正交混頻器4具有第一輸入埠、第二輸入埠、I輸出埠和 Q輸出埠，其第一輸入埠連接於低噪聲放大器2,其第二輸入埠連接於本振信號源3 中的倍頻器32，其I輸出埠輸出第一路中頻信號，其Q輸出埠輸出第二路中頻信號，其 中，第一路中頻信號和第二路中頻信號正交，即它們之間具有90°的相位差，並作為正交耦 合器5的兩路輸入信號。在本實施例中，正交混頻器4為Μ次諧波混頻器，其中，Μ為大於等 於二的自然數。由於正交混頻器4可以降低所需的本振信號的本振頻率，所需的本振信號 的本振頻率為經低噪聲放大器2低噪放大的射頻信號的射頻頻率的1/Μ(如1/2,1/4等）， 因此，本振信號的調諧範圍較窄，簡化了本振信號源3的設計難度。
[0081] 優選地，正交混頻器4為二次諧波混頻器，由於射頻信號為3_波段高頻信號，其 頻率範圍為80GHz?110GHz，那麼所需的本振信號的本振頻率為40GHz?55GHz，即U波段 毫米波信號；倍頻器32優選為二倍頻器32,能夠將壓控振蕩器31產生的微波信號的頻率 擴大一倍，因此，壓控振蕩器31產生的微波信號只需為20GHz?27. 5GHz頻率範圍內的低 頻微波信號。相對於現有技術中需要直接產生高頻率的3mm波段本振信號，本實施例的本 振信號的調諧範圍較窄，更易於設計和實現，成本更低。此外，還要考慮所需的中頻信號，例 如，所需的中頻信號的中頻頻率為1GHz，射頻信號的射頻頻率為91GHz，那麼所需的本振信 號的本振頻率為（91GHz-lGHz)/2 = 45GHz。
[0082] 當然，在其他的實施例中，正交混頻器4還可以選擇其他次級諧波混頻器，同樣 的，倍頻器32也可以選擇其他次級倍頻器32,因此低頻壓控振蕩器31產生的微波信號的頻 率範圍可以更小。
[0083] 對於正交耦合器5,其具有兩個輸入埠和兩個輸出埠，兩個輸入埠分別連接 於正交混頻器4的Ι/Q輸出埠，其中一個輸出埠還連接於一匹配負載6,用於將正交混 頻器4的兩路輸出信號進行功率合成，產生並輸出一路單邊帶信號；其中，單邊帶信號由正 交耦合器5的另一個輸出埠輸出，單邊帶信號的邊帶適於根據正交耦合器5的兩個輸入 埠與正交混頻器4的Ι/Q輸出埠的連接次序進行選擇。在本實施例中，正交耦合器5 的一個輸出埠為隔離埠，其連接一個良好的匹配負載6,有效實現對通過該埠的信號 的隔離。正交稱合器5的另一個輸出埠為稱合埠，正交稱合器5的兩個輸入埠在此 奉禹合埠的輸出有90°的相位差，從而使得兩路正交的中頻信號被正交稱合器5 f禹合後輸 出單邊帶信號，作為中頻放大器7的輸入信號。正交耦合器5的兩個輸入埠與正交混頻 器4的I輸出埠和Q輸出埠之間採用不同的連接方式，可以實現對輸入信號LSB (下邊 帶）或USB(上邊帶）的抑制，進而有效抑制鏡像信號，從而可實現信號更精確的接收。
[0084] 對於中頻放大器7,其連接於正交耦合器5的另一個輸出埠，用於將正交耦合器 5輸出的單邊帶信號進行放大。在本實施例中，中頻放大器7連接於正交耦合器5的耦合端 口，中頻放大器7對正交耦合器5的耦合埠的輸出信號進行功率放大之後，可以通過同軸 接頭和連接線與頻譜儀連接進行3mm波段接收機的接收性能測試，實現了在寬帶範圍內的 高頻信號接收。
[0085] 本實施例實現了 3mm波段接收機的功能，使得在3mm波段進行寬帶高頻信號接收， 更加方便、精確。
[0086] 在其他的實施例中，正交混頻器4和正交耦合器5之間還可以通過連接濾波器，將 正交混頻器4的輸出信號中不需要的信號濾除，並選出所需的信號。
[0087] 需要指出的是，如圖2所示，除了上述的基本器件，本實施例的3mm波段接收機還 包括：電源模塊8 ;電源模塊8至少包括：第一直流電源板81、第二直流電源板82、第三直流 電源板83和第四直流電源板84。其中：
[0088] 對於第一直流電源板81，其連接於壓控振蕩器31和倍頻器32,用於向壓控振蕩器 31和倍頻器32輸入直流穩壓供電電壓，以及向壓控振蕩器31輸入調諧電壓。其中，直流穩 壓供電電壓能夠保證低噪聲放大器2、壓控振蕩器31和倍頻器32的正常穩定工作。而壓控 振蕩器31產生的微波信號的頻率和功率適於通過改變調諧電壓來進行改變，經倍頻器32 後能改變本振信號源3的輸出信號。
[0089] 對於第二直流電源板82,其連接於低噪聲放大器2、用於向低噪聲放大器2輸入直 流穩壓供電電壓。其中，直流穩壓供電電壓能夠保證低噪聲放大器2的正常穩定工作。
[0090] 對於第三直流電源板83,其連接於正交混頻器4,用於向正交混頻器4輸入直流穩 壓供電電壓。其中，直流穩壓供電電壓能夠保證正交混頻器4的正常穩定工作。
[0091] 對於第四直流電源板84，其連接於中頻放大器7，用於向中頻放大器7輸入直流穩 壓供電電壓。其中，直流穩壓供電電壓能夠保證中頻放大器7的正常穩定工作。
[0092] 另外，電源模塊8還包括：第一直流供電端85、第二直流供電端86、第三直流供電 端87和第四直流供電端88。其中：
[0093] 對於第一直流供電端85,其連接於第一直流電源板81，用於向第一直流電源板81 供電。
[0094] 對於第二直流供電端86,其連接於第二直流電源板82,用於向第二直流電源板82 供電。
[0095] 對於第三直流供電端87,其連接於第三直流電源板83,用於向第三直流電源板83 供電。
[0096] 對於第四直流供電端88,其連接於第四直流電源板84,用於向第四直流電源板84 供電。
[0097] 優選地，第一直流供電端85、第二直流供電端86和第三直流供電端87均為穿心電 容。穿心電容能直接連接在直流電源板的金屬面上，因此它的接地電感更小，幾乎沒有引線 電感的影響；另外，它的輸入輸出端被金屬面隔離，消除了高頻耦合，具有接近理想電容的 濾波效果。
[0098] 值得一提的是，在本實施例中，可以將各組成器件高度緊湊化集成為四個相互連 接的模塊化結構，從而使整個結構獨立通用，結構緊湊，使用方便，滿足了 3_波段緊湊化、 寬頻帶接收的需求。
[0099] 如圖3和圖4所示分別為本實施例的3mm波段信號源中部分模塊化結構的立體示 意圖和平面示意圖。其中，將壓控振蕩器31、倍頻器32、第一直流電源板81和第一直流供 電端85集成在第一模塊化結構100中，將接收天線1、低噪聲放大器2、第二直流電源板82 和第二直流供電端86集成在第二模塊化結構（圖3和圖4中均未示出）中，將正交混頻器 4、 第三直流電源板83和第三直流供電端87集成在第三模塊化結構300中，將正交耦合器 5、 中頻放大器7、第四直流電源板84和第四直流供電端88集成在第四模塊化結構（圖3和 圖4中均未示出）中。
[0100] 對於第一模塊化結構100,其包括：第一殼體101，設置在第一殼體101-側的本振 信號輸出埠 102,設置在第一殼體101外的第一直流供電端85,以及設置在第一殼體101 內的本振波導微帶過渡結構、壓控振蕩器31、倍頻器32和第一直流電源板81。
[0101] 其中，由於壓控振蕩器31、倍頻器32都是平面電路，本振波導微帶過渡結構能夠 將微波信號波導接口轉化為平面電路，實現了微波信號從波導到微帶的過渡。本振信號輸 出埠 102,用於輸出本振信號，作為正交混頻器4的其中一個輸入信號。
[0102] 此外，第一模塊化結構100還包括設置在第一殼體101上的第一固定螺紋孔103、 連接螺紋孔和法蘭盤接口，其中，法蘭盤接口與本振信號輸出埠 102位於第一殼體101的 同一側。在本實施例中，可以採用與第一固定螺紋孔103相適配的螺栓將第一殼體101固 定裝配；各模塊化結構的輸入/輸出埠均通過法蘭盤接口進行法蘭連接。在其他的實施 例中，連接螺紋孔用於連接其他器件，用於對第一模塊化結構進行功能擴展。
[0103] 對於第二模塊化結構，其包括：第二殼體，設置在第二殼體一側的射頻信號輸出端 口，設置在第二殼體外的第二直流供電端86,以及設置在第二殼體內的射頻波導微帶過渡 結構、接收天線1、低噪聲放大器2和第二直流電源板82。
[0104] 其中，由於低噪聲放大器2是平面電路，射頻波導微帶過渡結構能夠將射頻信號 波導接口轉化為平面電路，實現了射頻信號從波導到微帶的過渡。射頻信號輸出埠，用於 輸出經低噪聲放大器2低噪放大的射頻信號，作為正交混頻器4的另一個輸入信號。
[0105] 除此之外，第二模塊化結構具有與第一模塊化結構100相似的構造，在此不作贅 述。
[0106] 對於第三模塊化結構300,其包括：第三殼體301，設置在第三殼體301-側的本振 信號輸入埠 302,設置在第三殼體301另一側的與本振信號輸入埠 302相對的射頻信 號輸入埠 303,設置在第三殼體302底部的兩個中頻信號輸出埠 304,設置在第三殼體 301外的第三直流供電端87,設置在第三殼體301內的3mm波段波導微帶過渡結構、正交混 頻器4和第三直流電源板83。
[0107] 其中，由於正交混頻器4是平面電路，3mm波段波導微帶過渡結構能夠將3mm波段 信號波導接口轉化為平面電路，實現了 3mm波段信號從波導到微帶的過渡。本振信號輸入 埠 302,用於接收從本振信號輸出埠 102輸出的信號。射頻信號輸入埠 303,用於接 收從射頻信號輸出埠輸出的信號。兩個中頻信號輸出埠 304，一個用於輸出從正交混頻 器4的I輸出埠輸出的第一路中頻信號，另一個用於輸出從正交混頻器4的Q輸出埠 輸出的第二路中頻信號。
[0108] 此外，第三模塊化結構300還包括設置在第三殼體301上的第三固定螺紋孔305、 兩個法蘭盤接口和SMA同軸電纜接口。其中一個法蘭盤接口與本振信號輸入埠 302位於 第三殼體301的同一側，第一模塊化結構100和第三模塊化結構300通過該法蘭盤接口進 行法蘭連接。第二個法蘭盤接口 306與射頻信號輸如埠 303位於第三殼體301的同一側， 第二模塊化結構和第三模塊化結構300通過第二個法蘭盤接口 306進行法蘭連接。第三模 塊化結構300和第四模塊化結構之間通過SMA同軸電纜接口和SMA同軸電纜進行連接。此 夕卜，可以採用與第三固定螺紋孔305相適配的螺栓將第三殼體301固定裝配。
[0109] 對於第四模塊化結構，其包括：第四殼體，設置在第四殼體一側的兩個中頻信號輸 入埠，設置在第四殼體另一側的中頻放大信號輸出埠和匹配負載6,設置在第四殼體外 的第四直流供電端88,以及設置在第四殼體內的正交耦合器5、中頻放大器7和第四直流電 源板84。
[0110] 其中，中頻放大信號輸出埠，用於輸出經中頻放大器7放大的中頻放大信號。根 據不同的需要，可以對中頻放大信號輸出埠輸出的信號進行相應的處理。
[0111] 除此之外，第四模塊化結構具有與第一模塊化結構100相似的構造，在此不作贅 述。
[0112] 此外，各模塊化結構上均設有用於接地的接地柱，如圖3和圖4所示，第一模塊化 結構100的第一殼體101上設有用於接地的第一接地柱105,第三模塊化結構300的第三殼 體301上設有用於接地的第三接地柱307。
[0113] 本發明的另一實施例涉及上一實施例的3mm波段接收機的應用，3mm波段信號源 可以通過同軸接頭和連接線與頻譜儀連接，進行3mm波段接收機的接收性能測試；還可以 應用於3mm波段毫米波信號噪聲係數分析儀的頻率擴展測試。
[0114] 綜上，本發明的3mm波段接收機，採用可以降低所需本振信號的本振頻率的諧波 混頻器，無需高頻的3_波段本振信號源，可以大大降低成本和實現難度，同時改變正交混 頻器的I/Q輸出埠和正交耦合器的兩個輸入埠的連接次序可以實現單邊帶輸出，可以 很好地抑制鏡像信號。
[0115] 本發明的3mm波段接收機，可以將各組成器件高度緊湊化集成為四個相互連接的 模塊化結構，可以減小成本和實現緊湊化集成，實現寬頻帶接收，整個結構獨立通用，結構 緊湊，使用方便，滿足了 3mm波段緊湊化、寬頻帶接收的需求。
[0116] 本發明的3mm波段接收機，可以通過與頻譜儀連接，進行3mm波段接收機的接收性 能測試；還可以應用於3_波段毫米波信號噪聲係數分析儀的頻率擴展測試，實用性高。
[0117] 所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0118] 上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟 悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1. 一種3mm波段接收機，其特徵在於，所述3mm波段接收機至少包括： 接收天線，用於接收射頻信號； 低噪聲放大器，連接於所述接收天線，用於將所述接收天線接收到的射頻信號進行放 大； 本振信號源，用於產生本振信號； 正交混頻器，具有兩個輸入埠和I/Q輸出埠，其中一個輸入埠連接於所述低噪 聲放大器，另一個輸入埠連接於所述本振信號源，用於將所述低噪聲放大器的輸出信號 和所述本振信號源產生的本振信號進行混頻，產生並輸出兩路正交的中頻信號；其中，第一 路中頻信號由所述正交混頻器的I輸出埠輸出，第二路中頻信號由所述正交混頻器的Q 輸出埠輸出； 正交耦合器，具有兩個輸入埠和兩個輸出埠，兩個輸入埠分別連接於所述正交 混頻器的I/Q輸出埠，其中一個輸出埠還連接於一匹配負載，用於將所述正交混頻器 的兩路輸出信號進行功率合成，產生並輸出一路單邊帶信號；其中，所述單邊帶信號由所述 正交耦合器的另一個輸出埠輸出，所述單邊帶信號的邊帶適於根據所述正交耦合器的兩 個輸入埠與所述正交混頻器的I/Q輸出埠的連接次序進行選擇； 中頻放大器，連接於所述正交耦合器的另一個輸出埠，用於將所述正交耦合器輸出 的單邊帶信號進行放大。
2. 根據權利要求1所述的3mm波段接收機，其特徵在於，所述本振信號源至少包括： 壓控振蕩器，用於產生微波信號； 倍頻器，連接於所述壓控振蕩器，用於將所述壓控振蕩器產生的微波信號進行倍頻，以 產生本振信號。
3. 根據權利要求2所述的3mm波段接收機，其特徵在於，所述壓控振蕩器為低頻壓控振 蕩器，所述倍頻器為N倍頻器，其中，N為大於等於二的自然數。
4. 根據權利要求3所述的3_波段接收機，其特徵在於，所述倍頻器為二倍頻器，所述 壓控振蕩器產生的微波信號的頻率範圍為20GHz?27. 5GHz。
5. 根據權利要求2所述的3mm波段接收機，其特徵在於，所述3mm波段接收機還包括： 電源模塊；所述電源模塊至少包括： 第一直流電源板，連接於所述壓控振蕩器和所述倍頻器，用於向所述壓控振蕩器和所 述倍頻器輸入直流穩壓供電電壓，以及向所述壓控振蕩器輸入調諧電壓；其中，所述壓控振 蕩器產生的微波信號的頻率和功率適於通過改變所述調諧電壓來進行改變，從而改變所述 本振信號源的輸出信號； 第二直流電源板，連接於所述低噪聲放大器，用於向所述低噪聲放大器輸入直流穩壓 供電電壓； 第三直流電源板，連接於所述正交混頻器，用於向所述正交混頻器輸入直流穩壓供電 電壓； 第四直流電源板，連接於所述中頻放大器，用於向所述中頻放大器輸入直流穩壓供電 電壓。
6. 根據權利要求5所述的3_波段接收機，其特徵在於，所述電源模塊還包括： 第一直流供電端，連接於所述第一直流電源板，用於向所述第一直流電源板供電； 第二直流供電端，連接於所述第二直流電源板，用於向所述第二直流電源板供電； 第三直流供電端，連接於所述第三直流電源板，用於向所述第三直流電源板供電； 第四直流供電端，連接於所述第四直流電源板，用於向所述第四直流電源板供電。
7. 根據權利要求6所述的3mm波段接收機，其特徵在於，所述第一直流供電端、所述第 二直流供電端和所述第三直流供電端均為穿心電容。
8. 根據權利要求1所述的3_波段接收機，其特徵在於，所述正交混頻器為Μ次諧波混 頻器，其中，Μ為大於等於二的自然數。
9. 根據權利要求8所述的3_波段接收機，其特徵在於，所述正交混頻器為二次諧波混 頻器。
10. -種如權利要求1-9任一項所述的3mm波段接收機的應用，其特徵在於，所述3mm 波段接收機應用於3mm波段毫米波信號噪聲係數分析儀的頻率擴展測試。
【文檔編號】H04B1/10GK104092473SQ201410373596
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】孫朋飛, 吳亮, 孫曉瑋, 丁金義, 孫芸, 錢蓉, 佟瑞, 王志高 申請人:中國科學院上海微系統與信息技術研究所