[发明专利]一种宽频带大动态下变频模块

说明书

一种宽频带大动态下变频模块，属于电子测试测量领域，其特征在于：包括射频子模块和控制子模块；所述控制子模块包括依次电连接的接口电路、控制电路和电源电路；所述射频子模块与控制电路相电连接；所述射频子模块包括依次电连接的通道选择开关电路、低噪声放大电路、混频器电路和中频信号调理电路；所述混频器电路设置有若干条子频段通道；所述接口电路设置有通信接口；通过合理划分子频段解决单个射频器件频率范围不足的问题，使下变频模块的工作频率最低可达2Hz，最高可达26.5GHz；实现10dBm到‑160dBm的超大输入信号动态范围；解决了当前宽带射频信号测试系统中面临的频率范围、动态范围、中频带宽的应用问题。

技术领域

本发明属于电子测试测量领域，尤其涉及一种用于射频信号测试的宽频带大动态下变频模块。

背景技术

目前，国内已有一些射频信号下变频模块产品，但存在工作频率低、频率范围小、工作动态范围小，通道增益不可调，中频带宽较窄等技术问题。然而，随着测试测量技术的迅速发展，大带宽、高速率、大动态的时域宽带测量技术已经逐渐取代传统窄带频率测量技术，成为各个射频信号测试技术的发展趋势。因此，国内现有的射频下变频模块已经不能完全满足现在宽带射频信号测试系统的市场需求。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种宽频带大动态下变频模块。

本发明所述的宽频带大动态下变频模块，包括射频子模块和控制子模块；所述控制子模块包括依次电连接的接口电路、控制电路和电源电路；所述射频子模块与控制电路相电连接；所述射频子模块包括依次电连接的通道选择开关电路、低噪声放大电路、混频器电路和中频信号调理电路；所述混频器电路设置有若干条子频段通道；所述接口电路设置有通信接口；

所述电源电路用于向宽频带大动态下变频模块提供所需的直流电源；所述控制电路用于向宽频带大动态下变频模块进行控制，主要由FPGA和寄存器构成，用于配合上位机对下变频模块的功能进行控制；所述接口电路用于提供宽频带大动态下变频模块的通信接口；

所述通道选择开关电路用于实现不同子频段通道的切换；低噪声放大电路用于对输入射频信号提供通道增益，在小功率输入时为射频信号提供超过40dB的通道增益；混频电路用于对输入射频信号进行下变频；中频信号调理电路用于中频信号增益控制和滤波。射频子模块用于实现模拟射频信号下变频、滤波和增益控制功能；控制子模块用于实现电源、控制和总线接口功能。

本发明所述的宽频带大动态下变频模块，所述通道选择开关电路由一个SPDT射频同轴机械开关和若干个表贴电子开关组成；若干个所述表贴电子开关组成通道开关阵列；所述SPDT射频同轴机械开关用于切换小于3.6GHz和大于3.6GHz两个大频段；所述通道开关阵列用于切换具体的子频段通道；

所述低噪声放大电路由射频表贴电子开关、限幅保护器、射频LNA单元组成；所述射频表贴电子开关用于对低噪声放大器进行选通；当输入信号功率较小时，可以选通射频LNA提升前级增益，降低级联噪声系数。当低噪声放大器选通时，变频模块可以对最低-160dBm的输入单音信号进行变频和放大，并保证在输出端拥有7dB以上的信噪比以区分信号和噪声。

所述混频器电路采用多通道超外差结构，用于将输入的宽带射频信号变频为统一的中频信号，方便后级数据采集单元进行采样和信号处理。

所述中频信号调理电路由LC带通滤波器、DSA、中频增益放大器和DVGA组成；其中LC带通滤波器用于滤除中频信号的带外干扰、二次变频输出本振泄露、组合杂散，设计带宽40MHz；DSA和DVGA用于为提供超过40dB的衰减动态，当两者的衰减量设置为最大时，变频模块可以对最高+10dBm的输入单音信号进行变频和衰减，并保证在输出端拥有大于20dB的线性度比以区分信号和非线性产物。中频信号的带宽可以根据具体应用进行调整。