一種x波段一次變頻鏡像抑制接收機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氣象雷達(dá)接收機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種X波段一次變頻鏡像抑制接收機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣象雷達(dá)是探測(cè)降水系統(tǒng)的主要手段，是對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警的主要手段，由于天氣目標(biāo)反射能力差別懸殊、變幻迅速、距離范圍廣，導(dǎo)致反射回波信號(hào)幅度變化范圍大，氣象雷達(dá)接收機(jī)需要具有低噪聲、大動(dòng)態(tài)、高性能、抗干擾能力強(qiáng)等特征。
[0003]現(xiàn)代雷達(dá)接收機(jī)均采用超外差式接收機(jī)體制，超外差式接收機(jī)具有高增益、高靈敏度、選擇性好、適用性廣的特點(diǎn)，超外差式接收機(jī)的噪聲系數(shù)、動(dòng)態(tài)范圍性能均取決于接收前端低噪聲放大器的性能，但是超外差式接收機(jī)最大的缺點(diǎn)在于存在鏡像頻率干擾，為了抑制接收機(jī)的鏡像頻率，需要在混頻器之前加上一個(gè)選擇濾波器，但是對(duì)于X波段一次變頻的雷達(dá)接收機(jī)，一次變頻的鏡像頻率一般都落在信號(hào)頻率帶寬附近，由于鏡像頻率與射頻頻率間隔很小，選擇濾波器的轉(zhuǎn)換帶將很窄，而且轉(zhuǎn)換濾波器需要有很高的品質(zhì)因子和大的階數(shù)，這樣的濾波器很難實(shí)現(xiàn)，鏡像頻率無(wú)法通過(guò)射頻濾波器濾除。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠抑制鏡像頻率干擾的X波段一次變頻鏡像抑制接收機(jī)，而且進(jìn)一步降低了低噪聲放大器的噪聲系數(shù)，提高了低噪聲放大器的動(dòng)態(tài)范圍。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)措施:
[0006]一種X波段一次變頻鏡像抑制接收機(jī)，包括用于接收射頻信號(hào)的前端隔離器，所述前端隔離器的信號(hào)輸出端連接限幅低噪聲放大器的信號(hào)輸入端，所述限幅低噪聲放大器的信號(hào)輸入端還連接電源轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端，限幅低噪聲放大器的信號(hào)輸出端連接后端隔離器的信號(hào)輸入端，所述后端隔離器的信號(hào)輸出端連接鏡像抑制混頻器的信號(hào)輸入端，所述鏡像抑制混頻器的兩個(gè)信號(hào)輸出端均連接功分器的信號(hào)輸入端，所述功分器的信號(hào)輸出端連接中頻濾波器的信號(hào)輸入端，所述中頻濾波器的信號(hào)輸出端連接中頻放大器的信號(hào)輸入端，所述中頻放大器的輸出端輸出中頻信號(hào)。
[0007]本實(shí)用新型還可以通過(guò)以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0008]優(yōu)選的，所述限幅低噪聲放大器包括限幅電路和放大電路，所述限幅電路的信號(hào)輸入端連接前端隔離器的信號(hào)輸出端，所述限幅電路的信號(hào)輸出端連接放大電路的信號(hào)輸入端，所述放大電路的信號(hào)輸入端連接電源轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端，所述放大電路的信號(hào)輸出端連接后端隔離器的信號(hào)輸入端；
[0009]所述限幅電路包括第一限幅二極管和第二限幅二極管，所述第一限幅二極管和第二限幅二極管并聯(lián)連接，所述第一限幅二極管的正極端連接前端隔離器的信號(hào)輸出端、第二限幅二極管的負(fù)極端以及電容C1的一端，第一限幅二極管的負(fù)極端、第二限幅二極管的正極端均接地，所述電容Cl的另一端連接電阻R1的一端、放大電路的信號(hào)輸入端；
[0010]所述放大電路包括一級(jí)晶體管、二級(jí)晶體管以及三級(jí)晶體管，所述一級(jí)晶體管的信號(hào)輸入端連接電容C1的另一端以及電阻R1的一端，一級(jí)晶體管的信號(hào)輸出端連接電阻R2、微帶線W1的一端，所述微帶線W1的另一端連接電阻R3的一端以及二級(jí)晶體管的信號(hào)輸入端，所述二級(jí)晶體管的信號(hào)輸出端連接電阻R4、電容C4的一端，所述電容C4的另一端連接電容C7、電阻R5的一端以及三級(jí)晶體管的信號(hào)輸入端，所述電容C7的另一端接地，所述三級(jí)晶體管的信號(hào)輸出端連接電阻R6、電阻R28、電容C5的一端，所述電阻R6、電阻R28的另一端連接電源轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端，所述電容C5的另一端連接后端隔離器的信號(hào)輸入端，所述電阻R2、電阻R4的另一端均通過(guò)電容接地，電阻R2、電阻R4的另一端還連接電源轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端，所述電阻R1、電阻R3、電阻R5的另一端均連接電源。
[0011]優(yōu)選的，所述鏡像抑制混頻器包括第一單平衡混頻器、第二單平衡混頻器以及90°電橋，所述第一單平衡混頻器的信號(hào)輸入端連接后端隔離器的信號(hào)輸出端，所述第二單平衡混頻器的信號(hào)輸入端連接功率放大器的信號(hào)輸出端，所述功率放大器的信號(hào)輸入端連接外部輸入本振信號(hào)，所述第一單平衡混頻器、第二單平衡混頻器的信號(hào)輸出端均連接90°電橋的信號(hào)輸入端，所述90°電橋的兩個(gè)信號(hào)輸出端均連接功分器的信號(hào)輸入端。
[0012]優(yōu)選的，所述電源轉(zhuǎn)換電路包括第一穩(wěn)壓塊、第二穩(wěn)壓塊以及DC-DC模塊MAX1673，所述第一穩(wěn)壓塊的信號(hào)輸入端連接+12V直流電源，第一穩(wěn)壓塊的信號(hào)輸出端連接第二穩(wěn)壓塊的信號(hào)輸入端，第一穩(wěn)壓塊的信號(hào)輸出端還輸出+9V直流電源至電阻R6、電阻R28的另一端，所述第二穩(wěn)壓塊的信號(hào)輸出端連接DC-DC模塊MAX1673的信號(hào)輸入端，所述DC-DC模塊MAX1673的引腳4輸出+5V直流電源至電阻R2、電阻R4的另一端。
[0013]優(yōu)選的，所述中頻濾波器為L(zhǎng)C帶通濾波器，所述LC帶通濾波器包括電容和電感。
[0014]進(jìn)一步的，所述一限幅二極管、第二限幅二極管的型號(hào)均為W10001H，所述一級(jí)晶體管的型號(hào)為日本NEC公司生產(chǎn)的NE3210S01異質(zhì)結(jié)晶體管，所述二級(jí)晶體管的型號(hào)為日本富士通公司生產(chǎn)的FHC40LG，所述三級(jí)晶體管的型號(hào)為T(mén)ranscom公司生產(chǎn)的TC2384 ;所述前端隔離器、后端隔離器的型號(hào)均為DGXGBA1的微帶隔離器。
[0015]進(jìn)一步的，所述鏡像抑制混頻器的型號(hào)為美國(guó)HITTLE公司生產(chǎn)的HMC520LC4，所述功分器的型號(hào)為美國(guó)Min1-Circuits公司生產(chǎn)的JSPQW-100正交功分器，所述中頻放大器的型號(hào)為美國(guó)WJ公司生產(chǎn)的AH114。
[0016]進(jìn)一步的，所述第一穩(wěn)壓塊、第二穩(wěn)壓塊的型號(hào)分別為L(zhǎng)M7809、LM7805的集成穩(wěn)壓塊。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0018]1)、本實(shí)用新型包括鏡像抑制混頻器的型號(hào)為美國(guó)HITTLE公司生產(chǎn)的HMC520LC4，內(nèi)部集成了第一單平衡混頻器、第二單平衡混頻器以及90°電橋，借助90°電橋，使兩個(gè)單平衡混頻器產(chǎn)生的鏡像產(chǎn)物相互抵消，有效地達(dá)到鏡像抑制的能力，鏡像抑制混頻器之后為正交功分器，將鏡像抑制混頻器產(chǎn)生的兩路相位相差90°的信號(hào)合成為一路信號(hào)輸出，而且本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、成本低廉的特點(diǎn)。
[0019]值得特別指出的是:本實(shí)用新型只保護(hù)由物理部件以及連接各個(gè)物理部件之間的線路所構(gòu)成的裝置或者物理平臺(tái)，而不涉及其中的軟件部分。
[0020]2)、所述第一限幅二極管、第二限幅二極管的型號(hào)均為W10001H，該型號(hào)限幅二極管具有體積小、性能可靠、裝配方便的特點(diǎn)，所述一級(jí)晶體管的型號(hào)為日本NEC公司生產(chǎn)的NE3210S01異質(zhì)結(jié)晶體管，該晶體管在X波段最佳噪聲為0.35dB，有效降低了放大器的噪聲系數(shù)，所述二級(jí)晶體管的型號(hào)為日本富士通公司生產(chǎn)的FHC40LG，該晶體管在X波段最佳噪聲低至0.5dB，增益可達(dá)13dB，級(jí)間采用最佳增益匹配，用以保證放大器的增益指標(biāo)，所述三級(jí)晶體管的型號(hào)為T(mén)ranscom公司生產(chǎn)的TC2384，該晶體管在X波段輸出P-1為23.5dBm,大幅度提高了放大器的輸出功率，提高放大器的動(dòng)態(tài)范圍。
[0021]3)、所述前端隔離器、后端隔離器的型號(hào)均為DGXGBA1的微帶隔離器，該隔離器插入損耗小于0.2dB，有效地減小了隔離器所帶來(lái)的噪聲，所述功分器的型號(hào)為美國(guó)Min1-Circuits公司生產(chǎn)的JSPQW-100正交功分器，所述中頻放大器的型號(hào)為美國(guó)WJ公司生產(chǎn)的AH114，增益高達(dá)23.5dB，放大后輸出功率大于21dBm。上述多個(gè)特定型號(hào)的部件互相配合，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的最優(yōu)設(shè)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的電路組成框圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型的電源轉(zhuǎn)換電路原理圖。
[0025]圖中的附圖標(biāo)記含義如下:
[0026]10—前端隔離器20 —電源轉(zhuǎn)換電路21—第一穩(wěn)壓塊
[0027]22—第二穩(wěn)壓塊23—DC-DC 模塊 MAX1673
[0028]30—限幅低噪聲放大器40—后端隔離器
[0029]50—鏡像抑制混頻器 60—功分器70—中頻濾波器
[0030]80—中頻放大器
[0031]VI—第一限幅二極管 V2—第二限幅二極管 N1—一級(jí)晶體管
[0032]N2—二級(jí)晶體管N3—三級(jí)晶體管
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0034]如圖1所示，本實(shí)用新型包括用于接收射頻信號(hào)的前端隔離器10，所述前端隔離器10的信號(hào)輸出端連接限幅低噪聲放大器30的信號(hào)輸入端，所述限幅低噪聲放大器30的信號(hào)輸入端還連接電源轉(zhuǎn)換電路20的信號(hào)輸出端，限幅低噪聲放大器30的信號(hào)輸出端連接后端隔離器40的信號(hào)輸入端，所述后端隔離器40的信號(hào)輸出端連接鏡像抑制混頻器50的信號(hào)輸入端，所述鏡像抑制混頻器50的兩個(gè)信號(hào)輸出端均連接功分器60的信號(hào)輸入端，所述功分器60的信號(hào)輸出端連接中頻濾波器70的信號(hào)輸入端，所述中頻濾波器70的信號(hào)輸出端連接中頻放大器80的信號(hào)輸入端，所述中頻放大器80的輸出端輸出中頻信號(hào)。
[0035]如圖1、2所示，所述限幅低噪聲放大器30包括限幅電路和放大電路，所述限幅電路的信號(hào)輸入端連接前端隔離器10的信號(hào)輸出端，所述限幅電路的信號(hào)輸出端連接放大電路的信號(hào)輸入端，所述放大電路的信號(hào)輸入端連接電源轉(zhuǎn)換電路20的信號(hào)輸出端，所述放大電路的信號(hào)輸出端連接后端隔離器40的信號(hào)輸入端；
[0036]所述限幅電路包括第一限幅二極管VI和第二限幅二極管V2，所述第一限幅二極管VI和第二限幅二極管V2并聯(lián)連接，所述第一限幅二極管VI的正極端連接前端隔離器10的信號(hào)輸出端、第二限幅二極管V2的負(fù)極端以及電容C1的一端，第一限幅二極管VI的負(fù)極端、第二限幅二極管V2的正極端均接地，所述電容C1的另一端連接電阻R1的一端、放大電路的信號(hào)輸入端；
[0037]所述放大電路包括一級(jí)晶體管N1、二級(jí)晶體管N2以及三級(jí)晶體管N3，所述一級(jí)晶體管N1的信號(hào)輸入端連接電容C1的另一端以及電阻R1的一端，一級(jí)晶體管N1的信號(hào)輸出端連接電阻R2、微帶線W1的一端，所述微帶線W1的另一端連接電阻R3的一端以及二級(jí)晶體管N2的信號(hào)輸入端，所述二級(jí)晶體管N2的信號(hào)輸出端連接