專利名稱：毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及信號傳輸技術(shù)，特別是涉及一種毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
毫米波(millimeter wave):波長為1 10毫米的電磁波稱毫米波，它位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點。毫米波的理論和技術(shù)分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。毫米波與較低頻段的微波相比，具有可利用的頻譜范圍寬、信息容量大、易實現(xiàn)窄波束和高增益的天線因而分辨率高、抗干擾性好、穿透等離子體的能力強、多普勒頻移大、測速靈敏度高等優(yōu)點。其缺點是大氣中傳播衰減嚴重、器件加工精度要求高。與光波相比,它們利用大氣窗口(毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減為極小值的頻率)傳播時的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。因而毫米波在通信、雷達、制導、遙感技術(shù)、射電天文學和波譜學方面都有重大的意義。利用大氣窗口的毫米波頻率可實現(xiàn)大容量的衛(wèi)星-地面通信或地面中繼通信。利用毫米波天線的窄波束和低旁瓣性能可實現(xiàn)低仰角精密跟蹤雷達和成像雷達。在遠程導彈或航天器重返大氣層時，需采用能順利穿透等離子體的毫米波實現(xiàn)通信和制導。高分辨率的毫米波輻射計適用于氣象參數(shù)的遙感。用毫米波和亞毫米波的射電天文望遠鏡探測宇宙空間的輻射波譜可以推斷星際物質(zhì)的成分。然而在應用毫米波的過程中，特別在使用毫米波進行掃描時，只能同時發(fā)射多路毫米波和接收單一的毫米波，使得掃描中的信號傳輸十分不利，導致掃描結(jié)果不準確。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種信號傳輸精確的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)。一種毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射模塊、接收模塊、本振模塊、發(fā)射開關模塊、接收開關模塊；所述發(fā)射模塊用于與發(fā)射天線的發(fā)射端連接；所述發(fā)射模塊用于將發(fā)射信號通過發(fā)射天線發(fā)送出去；所述接收模塊用于與接收天線的接收端連接；所述接收模塊用于接收所述發(fā)射模塊發(fā)送的發(fā)射信號并將所述發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成中頻信號；所述本振模塊與所述發(fā)射模塊和所述接收模塊連接，所述本振模塊用于向所述發(fā)射模塊和所述接收模塊提供本振信號；所述發(fā)射開關模塊與所述發(fā)射模塊連接，所述發(fā)射開關模塊用于控制所述發(fā)射模塊發(fā)射信號的發(fā)射通道數(shù)量；所述接收開關模塊與所述接收模塊連接，所述接收開關模塊用于控制所述接收模塊接收信號的接收通道數(shù)量。
在其中一個實施例中，還包括與所述發(fā)射模塊連接的發(fā)射中頻模塊，所述發(fā)射中頻模塊用于將低頻信號轉(zhuǎn)換成輸入到所述發(fā)射模塊的中頻信號；所述本振模塊還用于為所述發(fā)射中頻模塊提供參考信號。在其中一個實施例中，所述發(fā)射開關模塊包括發(fā)射中頻開關模塊和發(fā)射本振開關模塊，所述發(fā)射中頻開關模塊分別與所述發(fā)射中頻模塊、所述發(fā)射模塊連接，所述發(fā)射中頻開關模塊用于將所述發(fā)射中頻模塊輸出的中頻信號通過開關邏輯發(fā)送給所述發(fā)射模塊；所述發(fā)射本振開關模塊與所述本振模塊連接，所述發(fā)射本振開關模塊用于將所述本振模塊輸出的本振信號通過開關邏輯發(fā)送給所述發(fā)射模塊。在其中一個實施例中，還包括與所述接收模塊連接的接收中頻模塊，所述接收中頻模塊用于將接收模塊輸出的中頻信號轉(zhuǎn)換為低頻信號輸出給上位機；所述本振模塊還用于為所述接收中頻模塊提供參考信號。在其中一個實施例中，所述接收開關模塊包括接收中頻功分模塊和接收中頻開關模塊；所述接收中頻開關模塊分別與所述接收模塊、所述接收中頻功分模塊連接，所述接收中頻功分模塊還與所述接收中頻模塊連接；所述接收中頻開關模塊通過開關邏輯控制所述接收模塊的接收通道數(shù)量，所述接收中頻功分模塊用于將所述接收中頻開關模塊輸出的多路中頻信號合為一路傳輸給所述接收中頻模塊。在其中一個實施例中，還包括接收本振功分模塊和接收本振開關模塊，所述接收本振功分模塊分別與所述本振模塊、所述接收本振開關模塊連接，所述接收本振開關模塊還與所述接收模塊連接，所述接收本振功分模塊用于將所述本振模塊輸出本振信號分為多路本振信號輸出給所述接收本振開關模塊，所述接收本振開關模塊通過開關邏輯將多路本振信號輸出給所述接收模塊。 在其中一個實施例中，所述開關邏輯采用HMC系列的邏輯器件。在其中一個實施例中，所述發(fā)射模塊用于將lGHz-3GHz的中頻信號上變頻為30GHz-50GHz的信號后傳輸給所述發(fā)射天線所述接收模塊將通過接收天線接收到的30GHz-50GHz的信號下變頻為lGHz_3GHz的中頻信號。在其中一個實施例中，所述本振模塊用于向所述發(fā)射模塊和所述接收模塊提供7-9GHz的本振信號。在其中一個實施例中，所述發(fā)射模塊包括16路發(fā)射通道，所述接收模塊包括16路接收通道。上述毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)通過發(fā)射開關模塊控制發(fā)射模塊發(fā)射信號的發(fā)射通道數(shù)量及通過接收開關模塊控制接收模塊接收信號的接收通道數(shù)量。從而能夠精確的控制信號發(fā)射數(shù)量和信號的接收數(shù)量，進而保證信號的傳輸精確度。


圖1為毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)的模塊圖；圖2為天線的接口示意圖；圖3發(fā)射模塊的結(jié)構(gòu)示意圖4接收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5本振模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6發(fā)射中頻模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7發(fā)射中頻開關模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖8發(fā)射本振開關模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9接收中頻模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10接收中頻功分模塊和接收中頻開關模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11接收本振功分模塊和接收本振開關模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，為毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)的模塊圖。一種毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射模塊101、接收模塊201、本振模塊301、發(fā)射開關模塊103、接收開關模塊203。請結(jié)合圖2。天線包括發(fā)射天線和接收天線。發(fā)射天線通過端口 40與發(fā)射模塊101連接，再通過端口 42將發(fā)射模塊101的發(fā)射信號傳輸給發(fā)射天線內(nèi)的發(fā)射芯片。

接收天線通過端口 50與接收模塊201連接，再通過端口 52將接收模塊201的接收信號傳輸?shù)浇邮仗炀€內(nèi)進行數(shù)據(jù)處理。其中，發(fā)射天線包括16個端口 40與發(fā)射模塊101連接。接收模塊包括16個端口50與接收模塊201連接。發(fā)射模塊101用于與發(fā)射天線連接，并將發(fā)射信號通過發(fā)射天線發(fā)送出去。請結(jié)合圖3。發(fā)射模塊101包括二倍頻器、帶通濾波器、放大器、二次諧波混頻器。發(fā)射模塊101輸入的本振信號依次經(jīng)過二倍頻器、帶通濾波器、放大器后傳輸?shù)蕉沃C波混頻器，同時中頻信號輸入到二次諧波混頻器。二次諧波混頻器將接收的信號處理后，依次經(jīng)過帶通濾波器和放大器處理后，發(fā)射模塊101輸出發(fā)射信號。其中，二次諧波混頻器輸出的信號要經(jīng)過二次放大，即在帶通濾波器之后，信號要經(jīng)過兩級放大器放大。接收模塊201用于與接收天線連接，通過所述接收天線接收發(fā)射模塊101發(fā)送的發(fā)射信號并將發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成中頻信號。請結(jié)合圖4。接收模塊201包括二倍頻器、帶通濾波器、二次諧波混頻器及放大器。發(fā)射信號通過天線發(fā)送到接收模塊201后，先經(jīng)過兩級放大器放大，再經(jīng)過帶通濾波器傳輸給二次諧波混頻器。同時，本振信號經(jīng)由二倍頻器和帶通濾波器處理后傳輸?shù)蕉沃C波混頻器。二次諧波混頻器將接收后信號進行處理后輸出中頻信號。本振模塊301與發(fā)射模塊101和接收模塊201連接，本振模塊301用于向發(fā)射模塊101和接收模塊201提供本振信號。請結(jié)合圖5。本振模塊301包括二功分器、放大器、低通濾波器及鎖相源。鎖相源為本振模塊301信號發(fā)生模塊。鎖相源的一輸出端與二功分器連接，二功分器輸出發(fā)射模塊101和接收模塊201所需的本振信號。鎖相源的另一輸出端依次連接低通濾波器、放大器和二功分器后，輸出發(fā)射中頻模塊105和接收中頻模塊205所需的參考信號。
發(fā)射開關模塊103與發(fā)射模塊101連接，用于控制發(fā)射模塊101發(fā)射信號的發(fā)射
通道數(shù)量。接收開關模塊203與接收模塊201連接，用于控制接收模塊201接收信號的接收
通道數(shù)量。毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)還包括與發(fā)射模塊101連接的發(fā)射中頻模塊105。發(fā)射中頻模塊105用于將低頻信號轉(zhuǎn)換成輸入到發(fā)射模塊101的中頻信號。本振模塊301用于為發(fā)射中頻模塊105提供參考信號。發(fā)射開關模塊103包括發(fā)射中頻開關模塊107和發(fā)射本振開關模塊109,發(fā)射中頻開關模塊107分別與發(fā)射中頻模塊105、發(fā)射模塊101連接，發(fā)射中頻開關模塊107用于將發(fā)射中頻模塊105輸出的中頻信號通過開關邏輯發(fā)送給發(fā)射模塊101。請結(jié)合圖6。發(fā)射中頻模塊105包括低通濾波器、放大器、鎖相源、帶通濾波器及混頻器。系統(tǒng)輸入的低頻信號經(jīng)由低通濾波器和放大器后傳輸給混頻器。本振模塊301輸出的參考信號經(jīng)由鎖相源、帶通濾波器及放大器后傳輸給混頻器?；祛l器對接收的信號進行處理后輸出給帶通濾波器，然后由放大器進行放大，在輸出給帶通濾波器從而輸出中頻信號。請結(jié)合圖7。發(fā)射中頻開關模塊107包括功放線性連接器和高速邏輯開關。功放線性連接器用于將兩個高速邏輯開關連接，從而使得整體具有16個開關，因而能夠通過對開關進行邏輯控制將發(fā)射中頻模塊105輸出的中頻信號傳輸給任意一只邏輯開關，而實現(xiàn)單路發(fā)射的要求。優(yōu)選地，功放線性連接 器選用HMC349MS系列的，高速邏輯開關選用HMC253QS系列的。發(fā)射本振開關模塊109與本振模塊301連接,發(fā)射本振開關模塊109用于將本振模塊301輸出的本振信號通過開關邏輯發(fā)送給發(fā)射模塊101。請結(jié)合圖8。發(fā)射本振開關模塊109原理類似發(fā)射中頻開關模塊105。發(fā)射本振開關模塊109包括功放線性連接器和高速邏輯開關。功放線性連接器用于將兩個高速邏輯開關連接，從而使得整體具有16個開關，因而能夠通過對開關進行邏輯控制將本振模塊301輸出的本振信號傳輸給任意一只邏輯開關，而實現(xiàn)單路發(fā)射的要求。優(yōu)選地，功放線性連接器選用HMC270MS系列的，高速邏輯開關選用HMC321LP系列的。毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)還包括與接收模塊201連接的接收中頻模塊205，接收中頻模塊205用于將接收模塊201輸出的中頻信號轉(zhuǎn)換為低頻信號輸出給上位機。本振模塊301用于為接收中頻模塊205提供參考信號。請結(jié)合圖9。接收中頻模塊205包括鎖相源、帶通濾波器、放大器、混頻器及低通濾波器。本振模塊301輸出的參考信號經(jīng)由鎖相源、帶通濾波器及放大器后傳輸給混頻器。混頻器同時接收經(jīng)由低通濾波器和放大器處理后的中頻信號?；祛l器將接收的信號進行處理后，輸出到低通濾波器，再經(jīng)由兩級放大器處理后輸出低頻信號到上位機。接收開關模塊203包括接收中頻功分模塊209和接收中頻開關模塊207 ;接收中頻開關模塊207與接收模塊201和接收中頻功分模塊209連接，接收中頻功分模塊209還與接收中頻模塊205連接。接收中頻開關模塊207通過開關邏輯控制接收模塊201的接收通道數(shù)量，接收中頻功分模塊209用于將接收中頻開關模塊207輸出的多路中頻信號合為一路傳輸給接收中頻模塊205。請結(jié)合圖10。接收中頻開關模塊207和接收中頻功分模塊209包括功分器和高速邏輯開關。其中，高速邏輯開關具有16個輸入端口和16個輸出端口，高速邏輯開關的16個輸出端口與功分器連接。高速邏輯開關的16個輸入端口輸入中頻信號。高速邏輯開關通過對開關的邏輯控制，控制邏輯開關的接通數(shù)量，進而控制接收中頻開關模塊207的接收通道數(shù)量，實現(xiàn)多路接收的目的。優(yōu)選地，高速邏輯開關選用16*HMC349MS。暈米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)還包括接收本振功分模塊303和接收本振開關模塊305，接收本振功分模塊303與本振模塊301和接收本振開關模塊305連接，接收本振開關模塊303還與接收模塊201連接。接收本振功分模塊303用于將本振模塊301輸出本振信號分為多路本振信號輸出給接收本振開關模塊305，接收本振開關模塊305通過開關邏輯將多路本振信號輸出給接收模塊201。請結(jié)合圖11。接收本振開關模塊305和接收本振功分模塊303包括功分器和高速邏輯開關。其中，高速邏輯開關具有16個輸入端口和16個輸出端口。功分器的輸入端輸入本振信號。高速邏輯開關的16個輸入端口與功分器連接。功分器用于將輸入的本振信號分為16路后輸出給高速邏輯開關。高速邏輯開關通過對開關的邏輯控制，控制邏輯開關的接通數(shù)量，進而控制接收本振開關模塊305的接收通道數(shù)量，實現(xiàn)多路接收的目的。優(yōu)選地，高速邏輯開關選用16*HMC270MS。
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基于上述所有實施例，開關邏輯采用HMV系列的邏輯器件。發(fā)射模塊101用于將lGHz-3GHz的中頻信號上變頻為35GHz的信號后傳輸給發(fā)射天線。接收模塊201將通過接收天線接收到的35GHz的信號下變頻為lGHz-3GHz的中頻信號。本振模塊301用于向發(fā)射模塊101和接收模塊201提供7_9GHz的本振信號。發(fā)射模塊101包括16路發(fā)射通道，接收模塊201包括16路接收通道?；谏鲜鏊袑嵤├?，低頻信號一般為100ΜΗζ-200ΜΗζ。優(yōu)選為，接收中頻模塊205輸出的低頻信號為150MHz。參考信號一般為90MHz-120MHz，優(yōu)選為100MHz。中頻信號一般為 lGHz-3GHz，優(yōu)選為1. 8GHz。上述毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)通過發(fā)射開關模塊103控制發(fā)射模塊101發(fā)射信號的發(fā)射通道數(shù)量及通過接收開關模塊203控制接收模塊201接收信號的接收通道數(shù)量。從而能夠精確的控制信號發(fā)射數(shù)量和信號的接收數(shù)量，進而保證信號的傳輸精確度。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射模塊、接收模塊、本振模塊、發(fā)射開關模塊、接收開關模塊； 所述發(fā)射模塊用于與發(fā)射天線的發(fā)射端連接；所述發(fā)射模塊用于將發(fā)射信號通過發(fā)射天線發(fā)送出去； 所述接收模塊用于與接收天線的接收端連接；所述接收模塊用于接收所述發(fā)射模塊發(fā)送的發(fā)射信號并將所述發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成中頻信號； 所述本振模塊與所述發(fā)射模塊和所述接收模塊連接，所述本振模塊用于向所述發(fā)射模塊和所述接收模塊提供本振信號； 所述發(fā)射開關模塊與所述發(fā)射模塊連接，所述發(fā)射開關模塊用于控制所述發(fā)射模塊發(fā)射信號的發(fā)射通道數(shù)量； 所述接收開關模塊與所述接收模塊連接，所述接收開關模塊用于控制所述接收模塊接收信號的接收通道數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述發(fā)射模塊連接的發(fā)射中頻模塊，所述發(fā)射中頻模塊用于將低頻信號轉(zhuǎn)換成輸入到所述發(fā)射模塊的中頻信號；所述本振模塊還用于為所述發(fā)射中頻模塊提供參考信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射開關模塊包括發(fā)射中頻開關模塊和發(fā)射本振開關模塊，所述發(fā)射中頻開關模塊分別與所述發(fā)射中頻模塊、所述發(fā)射模塊連接，所述發(fā)射中頻開關模塊用于將所述發(fā)射中頻模塊輸出的中頻信號通過開關邏輯發(fā)送給所述發(fā)射模塊； 所述發(fā)射本振開關模塊與所述本振模塊連接，所述發(fā)射本振開關模塊用于將所述本振模塊輸出的本振信號通過開關邏輯發(fā)送給所述發(fā)射模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述接收模塊連接的接收中頻模塊，所述接收中頻模塊用于將接收模塊輸出的中頻信號轉(zhuǎn)換為低頻信號輸出給上位機；所述本振模塊還用于為所述接收中頻模塊提供參考信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述接收開關模塊包括接收中頻功分模塊和接收中頻開關模塊；所述接收中頻開關模塊分別與所述接收模塊、所述接收中頻功分模塊連接，所述接收中頻功分模塊還與所述接收中頻模塊連接； 所述接收中頻開關模塊通過開關邏輯控制所述接收模塊的接收通道數(shù)量，所述接收中頻功分模塊用于將所述接收中頻開關模塊輸出的多路中頻信號合為一路傳輸給所述接收中頻模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括接收本振功分模塊和接收本振開關模塊，所述接收本振功分模塊分別與所述本振模塊、所述接收本振開關模塊連接，所述接收本振開關模塊還與所述接收模塊連接， 所述接收本振功分模塊用于將所述本振模塊輸出本振信號分為多路本振信號輸出給所述接收本振開關模塊，所述接收本振開關模塊通過開關邏輯將多路本振信號輸出給所述接收模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、5或6所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述開關邏輯采用HMC系列的邏輯器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射模塊用于將lGHz-3GHz的中頻信號上變頻為30GHz-50GHz的信號后傳輸給所述發(fā)射天線所述接收模塊將通過接收天線接收到的30GHz-50GHz的信號下變頻為lGHz-3GHz的中頻信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道毫米波信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述本振模塊用于向所述發(fā)射模塊和所述接收模塊提供7-9GHZ的本振信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射模塊包括16路發(fā)射通道，所述接收模塊包括16路接收通道。
全文摘要
一種毫米波信號的多通道傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射模塊、接收模塊、本振模塊、發(fā)射開關模塊、接收開關模塊；發(fā)射模塊用于與發(fā)射天線的發(fā)射端連接；發(fā)射模塊用于將發(fā)射信號通過發(fā)射天線發(fā)送出去；接收模塊用于與接收天線的接收端連接；接收模塊用于接收發(fā)射模塊發(fā)送的發(fā)射信號并將發(fā)射信號轉(zhuǎn)換成中頻信號；本振模塊與發(fā)射模塊和接收模塊連接，本振模塊用于向發(fā)射模塊和接收模塊提供本振信號；發(fā)射開關模塊與發(fā)射模塊連接，發(fā)射開關模塊用于控制發(fā)射模塊發(fā)射信號的發(fā)射通道數(shù)量；接收開關模塊與接收模塊連接，接收開關模塊用于控制接收模塊接收信號的接收通道數(shù)量。從而能夠精確的控制信號發(fā)射數(shù)量和信號的接收數(shù)量，進而保證信號的傳輸精確度。
文檔編號H04B10/11GK103067080SQ20121054533
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者金雷, 時華峰, 汪震 申請人:中國科學院深圳先進技術(shù)研究院