一種小型化收發(fā)射頻前端模塊及其信號傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微波技術領域，具體涉及一種小型化收發(fā)射頻前端模塊及其信號傳輸方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]衛(wèi)星導航系統(tǒng)是國家戰(zhàn)略性基礎資源，是當今經(jīng)濟與社會發(fā)展和國防建設不可或缺的重要空間基礎設施。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自主建設，獨立運行的新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)，對我國乃至世界在經(jīng)濟，政治，及軍事方面具有重大而深遠的意義。目前，北斗系統(tǒng)可在區(qū)域范圍內(nèi)全天候，全天時為各類用戶提供高精度，高可靠的定位，導航，授時服務，并兼具短報文通信能力。
[0004]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成?？臻g端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與GPS、GL0NASS等其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端組成。
[0005]當前，高性能終端用戶機的收發(fā)射頻前端模塊大多采用分離器件設計而成，能都達到較高的技術指標水平，但調(diào)試量較大、體積較大、功耗高、成本高，所有這些因素都不利于北斗系統(tǒng)的自主發(fā)展和普及。因此，簡化電路拓撲結構、選擇小封裝器件、大膽采用新型工藝技術，完成收發(fā)前端模塊的小型化、一體化、低成本目標，有助于高性能北斗終端用戶機的推廣應用。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種小型化收發(fā)射頻前端模塊及其信號傳輸方法，該模塊及其信號傳輸方法能夠消除現(xiàn)有技術中存在的某些不足，在保證收發(fā)隔離和電磁兼容性能的同時，具有體積小、成本低等特點，滿足用戶對小型化的要求，為高性能北斗終端用戶機的推廣應用提供基礎模塊。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
一種小型化收發(fā)射頻前端模塊，包括上下兩端開腔的殼體、分別可拆卸連接在殼體上下兩端的上蓋板與下蓋板、設置在殼體內(nèi)部中間且將殼體分為上下兩個腔體的橫向隔離底板、嵌入安裝在上腔體中的射頻A板以及依次嵌入安裝在下腔體中的射頻B板與射頻C板。
[0009]所述殼體的側壁上分別貫穿安裝有電源連接器和信號連接器。
[0010]所述橫向隔離底板上分別貫穿安裝有用于連接射頻A板與射頻B板的第一絕緣子和用于連接射頻A板與射頻C板的第二絕緣子、第三絕緣子、第四絕緣子、第五絕緣子和第六絕緣子。所述絕緣子用于完成本發(fā)明所述的收發(fā)射頻前端模塊上下腔體之間信號的傳輸。
[0011]所述上腔體中分別設有第一縱向隔離墻和第二縱向隔離墻；所述下腔體中設有第三縱向隔離墻；所述上蓋板上設有與第一縱向隔離墻和第二縱向隔離墻相適應的隔離槽；所述下蓋板上設有與第三縱向隔離墻相適應的隔離槽。所述第一縱向隔離墻、第二縱向隔離墻和第三縱向隔離墻，用于將上下腔體分割成若干隔離腔。所述的上下兩端開腔的殼體、橫向隔離底板、絕緣子、縱向隔離墻以及上下蓋板上的隔離槽，均用于提高信號的屏蔽性能，利用這些結構特征實現(xiàn)了該小型化收發(fā)射頻前端模塊的收發(fā)隔離高、電磁兼容性能優(yōu)的性能指標，同時提尚了小型化性能指標。
[0012]所述電源連接器包括第一電源連接器、第二電源連接器和第三電源連接器；所述第一電源連接器與射頻A板相連，再通過第三絕緣子與射頻C板連接；第二電源連接器與射頻A板相連；所述第三電源連接器與射頻B板相連。所述電源連接器，用于完成本發(fā)明所述的收發(fā)射頻前端模塊與外部電源信號的傳輸。
[0013]所述信號連接器包括與射頻A板相連的基帶輸入信號連接器、與射頻A板相連的射頻輸入信號連接器、與射頻B板相連的射頻輸出信號連接器、與射頻C板相連的中頻輸出信號連接器以及與射頻C板相連的時鐘信號連接器。所述信號連接器，用于完成本發(fā)明所述的收發(fā)射頻前端模塊與外部微波信號的傳輸。
[0014]本發(fā)明還包括一種上述小型化收發(fā)射頻前端模塊的信號傳輸方法，該方法包括以下步驟:
(1)接收通道:從天線送來的衛(wèi)星信號經(jīng)射頻輸入信號連接器進入上腔體中的射頻A板，在射頻A板中經(jīng)過三級低噪聲放大、三級濾波以及一次下變頻處理后，變頻為一中頻信號；所述一中頻信號再由第二絕緣子穿墻至射頻C板，在射頻C板中經(jīng)過二次下變頻、自動增益控制、中頻放大以及濾波電路處理后，由中頻輸出信號連接器輸出給外部基帶進行信號處理；
(2)發(fā)射通道:外部基帶送來的發(fā)射數(shù)據(jù)經(jīng)基帶輸入信號連接器進入上腔體中的射頻A板，在射頻A板中經(jīng)過數(shù)字信號整形、上變頻調(diào)制、濾波以及兩級放大處理后，再由第一絕緣子穿墻至射頻B板，在射頻B板中經(jīng)過兩級功率放大后，最后由射頻輸出信號連接器輸出至外部天線發(fā)射出去；
(3)頻率源:晶振信號功分為兩路，一路信號經(jīng)過放大濾波取諧波直接合成后，由時鐘信號連接器輸出給外部基帶進行信號處理；另一路信號由第五絕緣子穿墻至上腔體中的射頻A板，送至鎖相環(huán)作為參考時鐘信號；鎖相環(huán)提供兩個點頻信號RF和IF，其中RF信號功分為兩路，一路信號提供給一次下變頻作為接收一本振，另一路信號提供給發(fā)射通道作為發(fā)射載波，IF信號由第四絕緣子穿墻至下腔體中射頻C板，提供給二次下變頻作為接收二本振。
[0015]在本發(fā)明所述的一種小型化收發(fā)射頻前端模塊，其中的接收機采用二次變頻方案，天線接收衛(wèi)星下行信號送給該小型化收發(fā)射頻前端模塊，經(jīng)過低噪聲放大、濾波、兩次下變頻、自動增益調(diào)整、放大濾波后輸出中頻信號，送給基帶部分進行信號處理、解算；其中的發(fā)射機采用一次調(diào)制變頻方案，基帶送來的發(fā)射數(shù)據(jù)進入發(fā)射通道，經(jīng)過一次調(diào)制上變頻、濾波、功率放大后經(jīng)天線發(fā)射出去。對于該小型化收發(fā)射頻前端模塊的電路設計而言，本發(fā)明通過簡化電路拓撲結構，減少信號通路級數(shù)；優(yōu)化頻率規(guī)劃，接收一本振和發(fā)射載波同頻率共用；各單元電路選擇單片化、集成化、小封裝器件設計，采用了一只集成接收二次變頻、自動增益控制和中頻信號放大電路于一體的集成芯片，采用了一只集成了一本振、發(fā)射載波和二本振頻率合成的高集成度鎖相環(huán)芯片；各單元電路之間采用小型化、硬連接設計，上下腔體之間選擇小型化絕緣子，隔離腔之間選擇開槽射頻板傳輸信號；另外，采用非傳統(tǒng)的新型射頻板工藝技術，實現(xiàn)了小型化設計目標的同時降低了成本。
[0016]由以上技術方案可知，本發(fā)明能夠消除現(xiàn)有技術中存在的某些不足，在保證收發(fā)隔離和電磁兼容性能的同時，具有體積小、成本低等特點，滿足用戶對小型化的要求，為高性能北斗終端用戶機的推廣應用提供基礎模塊。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明中收發(fā)射頻前端模塊的結構示意圖；
圖2是拆除上蓋板后的收發(fā)射頻前端模塊的俯視圖；
圖3是拆除下蓋板后的收發(fā)射頻前端模塊的仰視圖；
圖4是收發(fā)射頻前端模塊的后視圖；
圖5是上蓋板的結構示意圖；
圖6是下蓋板的結構示意圖；
圖7是信號走向示意圖一；
圖8是信號走向示意圖二。
[0019]其中:
1、殼體，2、上蓋板，3、下蓋板，4、橫向隔離底板，5、射頻A板，6、射頻B板，7、射頻C板，8、第一電源連接器，9、第二電源連接器，10、第三電源連接器，11、基帶輸入信號連接器，12、射頻輸入信號連接器，13、射頻輸出信號連接器，14、中頻輸出信號連接器，15、工作時鐘信號連接器，16、第一縱向隔離墻，17、第二縱向隔離墻，18、第三縱向隔離墻，19、蓋板螺釘，20、底板螺釘，21、第一絕緣子，22、第二絕緣子，23、第三絕緣子，24、第四絕緣子，25、第五絕緣子，26、第六絕緣子，27、第一信號走向示意線，28、第二信號走向示意線，29、第三信號走向示意線，30、第四信號走向示意線，31、第五信號走向示意線，32、第六信號走向示意線，33、第七信號走向示意線，34、上蓋板隔離槽，35、下蓋板隔離槽。
[0020]
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明結構設計和電路設計做進一步說明:
如圖1-圖6所示的一種小型化收發(fā)射頻前端模塊，包括上下兩端開腔的殼體1、分別可拆卸連接在殼體上下兩端的上蓋板2與下蓋板3、設置在殼體1內(nèi)部中間且將殼體分為上下兩個腔體的橫向隔離底板4、嵌入安裝在上腔體中的射頻A板5，以及依次嵌入安裝在下腔體中的射頻B板6與射頻C板7。所述殼體1的側壁上分別貫穿安裝有電源連接器和信號連接器。具體地說，所述上蓋板2和下蓋板3分別采用蓋板螺釘19可拆卸安裝在殼體1的上下兩端開腔處。所述射頻A板5采用底板螺釘20安裝在殼體1的上腔體中，射頻B板6和射頻C板7分別采用底板螺釘20安裝在殼體1的下腔體中。所述電源連接器和信號連接器分別與殼體1螺紋旋接。
[0022]所述橫向隔離底板4上分別貫穿安裝有用于連接射頻A板與射頻B板的第一絕緣子21和用于連接射頻A板與射頻C板的第二絕緣子22、第三絕緣子23、第四絕緣子24、第五絕緣子25和第六絕緣子26。通過設置橫向隔離底板將殼體分成上下兩個腔體，再通過第一絕緣子21將射頻A板5與射頻B板6進行穿墻硬連接，通過第二絕緣子22、第三絕緣子23、第四絕緣子24、第五絕緣子25和第六絕緣子26將射頻A板5與射頻C板7進行穿墻硬連接，能夠?qū)崿F(xiàn)信號傳輸?shù)耐瑫r，根據(jù)電路功能分布隔離腔，提高各路信號之間的相互隔離，提高電路屏蔽度。
[0023]所述上腔體中設有第一縱向隔離墻16、第二縱向隔離墻17。通過在上腔體中設置的兩個縱向隔離墻將上腔體劃分成三個相連通的隔離腔，既能夠避免相鄰電路之間的干擾，提高電路的屏蔽度，改善電磁兼容性能，又能夠保證信號能夠簡單、有效傳輸。
[0024]所述下腔體中設有第三縱向隔離墻18。通過在下腔體中設置的隔離墻將下腔體隔成兩個獨立的腔體，分