一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，包括Ka頻段接收組件、本振16分路器、波導網(wǎng)絡、N型本振輸入插座、高低頻混裝集約化接插件、支撐梁、連接件、外殼、接收組件支架、本振分路器支架、底座、調(diào)節(jié)墊塊、底座蓋板；波導網(wǎng)絡將接收到的射頻信號送入Ka頻段接收組件；Ka頻段接收組件通過高低頻混裝集約化接插件輸出下變頻信號；N型本振輸入插座與外接本振源信號相連；本振16分路器的輸出端與Ka頻段接收組件的本振輸入端相連；調(diào)節(jié)墊塊固定在波導網(wǎng)絡上用于調(diào)節(jié)Ka頻段接收組件與波導網(wǎng)絡的高度；本振16分路器通過本振分路器支架固定在連接件上；連接件安裝于支撐梁上；外殼和底座蓋板安裝于底座上。
【專利說明】一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于微波測控【技術領域】，涉及一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端。
【背景技術】
[0002]毫米波在雷達、電子對抗以及毫米波通信等方面已得到廣泛應用，在有些應用場合，它是唯一可行的方案。隨著國內(nèi)測控系統(tǒng)的發(fā)展，測控體制也已從傳統(tǒng)的S頻段上升到Ka頻段。在這些系統(tǒng)中，射頻接收前端位于系統(tǒng)最前端，是系統(tǒng)中的一個重要的部分，其性能指標直接影響測控系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)及測控精度。
[0003]Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端主要功能是接收128路陣列Ka頻段射頻信號，經(jīng)濾波、放大、混頻后輸出S頻段陣列中頻信號，采用共本振設計。
[0004]目前的饋源工程實踐中，饋源中主要射頻有源部件為低噪聲放大器，無變頻功能，且射頻電路系統(tǒng)通道少，線纜網(wǎng)鋪設簡單。目前未見有饋源的毫米波多通道射頻接收前端的相關報道。在Ka頻段饋源射頻接收前端設計中，面臨電路指標高、通道多、線纜網(wǎng)復雜等系列工程難點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的技術解決問題的目的在于:針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，本發(fā)明解決了毫米波多通道接收前段小型化、高可靠性、網(wǎng)絡線纜布局復雜的問題，同時利用波導網(wǎng)絡的優(yōu)化使得整個接收前段實現(xiàn)了小型化的特點。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案是:
[0007]—種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，包括:Ka頻段接收組件、本振16分路器、波導網(wǎng)絡、N型本振輸入插座、高低頻混裝集約化接插件、左支撐梁、右支撐梁、連接件、外殼、接收組件支架、本振分路器支架、底座、調(diào)節(jié)墊塊、底座蓋板；
[0008]波導網(wǎng)絡的輸入端與外部天線相連用于接收射頻信號，其輸出端與Ka頻段接收組件的輸入端相連；Ka頻段接收組件的輸出端通過高低頻混裝集約化接插件輸出下變頻后的信號；
[0009]N型本振輸入插座的輸入端與外接本振源信號相連，N型本振輸入插座的輸出端與本振16分路器的輸入端相連；本振16分路器的輸出端與Ka頻段接收組件的本振輸入端相連；
[0010]Ka頻段接收組件固定在接收組件支架上，調(diào)節(jié)墊塊固定在波導網(wǎng)絡上用于調(diào)節(jié)Ka頻段接收組件與波導網(wǎng)絡的高度，進而實現(xiàn)兩者的精密連接；
[0011]本振16分路器通過本振分路器支架固定在連接件上；連接件安裝于左支撐梁與右支撐梁之間；連接件、左支撐梁、右支撐梁固定在底座上；外殼(8)和底座蓋板安裝于底座上用于接收前段的保護。
[0012]所述的Ka頻段接收組件為16路，每路包括8路波導濾波器、8路Ka頻段低噪聲放大器及8路混頻器；波導網(wǎng)絡將射頻信號送入128路波導濾波器進行濾波器后，輸出到128路低噪聲放大器進行功率放大，然后輸出到128路混頻器進行下變頻，最后通過高低頻混裝集約化接插件輸出128路S頻段的信號。
[0013]所述的高低頻混裝集約化接插件共為16個，每個包括8個同軸接觸件、2個低頻接觸件；8個同軸接觸件、2個低頻接觸件根據(jù)GJB599A系列3電連接器的形式連接而成；2個低頻接觸件配接AF-250-1絕緣護套導線，用于為Ka頻段接收組件提供供電。
[0014]所述波導網(wǎng)絡包括上法蘭、下法蘭、頂層波導鏈路、中間層波導鏈路和底層波導鏈路；
[0015]頂層波導鏈路包括128根E面90°彎波導，中間層波導鏈路包括128根多彎異形波導，底層波導鏈路包括128根E面90°彎波導和128根過度波導，每根彎波導的輸出端均連接一個過渡波導；
[0016]頂層波導鏈路中的E面90°彎波導的輸入端口與上法蘭上的輸入波導口連接，頂層波導鏈路中E面90°彎波導的輸出端口與中間層波導鏈路的多彎異形波導的輸入端口連接，多彎異形波導的輸出端口與底層波導鏈路的E面90°彎波導的輸入端口連接，底層波導鏈路的E面90°彎波導的輸出端口通過過渡波導連接到下法蘭上的輸出波導口，形成128路波導通道；下法蘭上的輸出波導口連接Ka頻段接收組件的128路波導濾波器；
[0017]所述上法蘭和下法蘭均為圓形且上法蘭的直徑小于下法蘭的直徑；
[0018]所述128路波導通道均位于所述多通道過渡波導網(wǎng)絡的外包絡內(nèi)部；所述輸入波導口和輸出波導口均為矩形，所述上法蘭和下法蘭之間的距離為164mm。
[0019]所述外包絡是指上法蘭和下法蘭邊緣連接到一起形成的圓臺外表面。
[0020]所述上法蘭上的輸入波導口排布為13行,第I?6行與第8?13行關于第7行對稱分布，第I?6行分別包括7個、8個、9個、10個、11個、12個輸入波導口，每行中相鄰兩個輸入波導口之間的距離為17mm，相鄰兩行之間的距離為14.72mm，第7行包括12個輸入波導口，第7行的中心點即為上法蘭(31)的圓心，第7行的輸入波導口關于中心點對稱分布，上法蘭(31)上的13行輸入波導口排布為正六邊形形狀，該正六邊形的中心即為上法蘭(31)的圓心；所述每行中相鄰兩個輸入波導口之間的距離是指:輸入波導口中心與相鄰輸入波導口中心之間的距離；相鄰兩行之間的距離是指:一行中所有輸入波導口的中心點連成的直線與相鄰行輸入波導口中心點連成的直線之間的距離。
[0021]所述上法蘭上的輸入波導口的尺寸為6.4mmX2.85mm，下法蘭上的輸出波導口尺寸為7.112mmX3.556mm ;上法蘭直徑為365mm,下法蘭直徑為480mm。
[0022]所述頂層波導鏈路中128根波導也可以采用H面90°彎波導。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0024](I)本發(fā)明通過合理布局，實現(xiàn)緊湊空間下128路波導鏈路的排布以及毫米波多通道接收前段的小型化，本發(fā)明具有低差損傳輸、高可靠性連接、小型化的特點。
[0025](2)本發(fā)明高低頻混裝集約化接插件采用2個低頻接觸件配接AF-250-1絕緣護套導線，解決了 128路射頻傳輸和直流供電的難點，適用性大大增強，填補了國內(nèi)外該工程技術的空白。
[0026](3)本發(fā)明單路過渡波導的分段成型然后采用法蘭連接的方式，大大降低了單路過渡波導的加工成型難度，也使得整個過渡波導網(wǎng)絡裝配和拆卸更加靈活、方便。
[0027](4)由于過渡波導的輸出口徑大于輸入口徑，在過渡波導輸出端口設計過渡轉換波導裝置，實現(xiàn)輸入、輸出口徑轉換的同時也實現(xiàn)了整個過渡波導網(wǎng)絡的小型化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明毫米波多通道接收前段的剖面示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明毫米波多通道接收前段的頂面示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明毫米波多通道接收前段的底面示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明過渡波導網(wǎng)絡側視圖；
[0032]圖5為本發(fā)明頂層波導鏈路中的E面90°彎波導；
[0033]圖6為本發(fā)明中間層波導鏈路中的多彎異形波導；
[0034]圖7為本發(fā)明底層波導鏈路中的E面90°彎波導和過度波導；
[0035]圖8為本發(fā)明過渡波導裝置剖面圖；
[0036]圖9為本發(fā)明上法蘭俯視圖；
[0037]圖10為本發(fā)明頂層波導鏈路俯視圖；
[0038]圖11為本發(fā)明中間層波導鏈路側視圖；
[0039]圖12為本發(fā)明底層層波導鏈路俯視圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】做進一步介紹。
[0041]如圖1、2、3所示，一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端包括:Ka頻段接收組件1、本振16分路器2、波導網(wǎng)絡3、N型本振輸入插座4、高低頻混裝集約化接插件5、左支撐梁61、右支撐梁61、連接件7、外殼8、接收組件支架9、本振分路器支架10、底座11、調(diào)節(jié)墊塊12、底座蓋板13 ；
[0042]波導網(wǎng)絡3的輸入端與外部天線相連用于接收射頻信號，其輸出端與Ka頻段接收組件I的輸入端相連；Ka頻段接收組件I的輸出端通過高低頻混裝集約化接插件5輸出下變頻后的信號；
[0043]N型本振輸入插座4的輸入端與外接本振源信號相連，N型本振輸入插座4的輸出端與本振16分路器2的輸入端相連；本振16分路器2的輸出端與Ka頻段接收組件I的本振輸入端相連；
[0044]Ka頻段接收組件I固定在接收組件支架9上，調(diào)節(jié)墊塊12固定在波導網(wǎng)絡3上用于調(diào)節(jié)Ka頻段接收組件I與波導網(wǎng)絡3的高度，進而實現(xiàn)兩者的精密連接；
[0045]本振16分路器2通過本振分路器支架10固定在連接件7上；連接件7安裝于左支撐梁61與右支撐梁61之間；連接件7、左支撐梁61、右支撐梁61固定在底座11上；外殼8和底座蓋板13安裝于底座11上用于接收前段的保護。
[0046]Ka頻段接收組件
[0047]Ka頻段接收組件I為16路，每路包括8路波導濾波器、8路Ka頻段低噪聲放大器及8路混頻器；波導網(wǎng)絡將射頻信號送入128路波導濾波器進行濾波器后，輸出到128路低噪聲放大器進行功率放大，然后輸出到128路混頻器進行下變頻，最后通過高低頻混裝集約化接插件5輸出128路S頻段的信號。
[0048]高低頻混裝集約化接插件
[0049]高低頻混裝集約化接插件5共為16個，每個包括8個同軸接觸件、2個低頻接觸件；8個同軸接觸件、2個低頻接觸件根據(jù)GJB599A系列3電連接器的形式連接而成；2個低頻接觸件配接AF-250-1絕緣護套導線，用于為Ka頻段接收組件I提供供電。
[0050]波導網(wǎng)絡
[0051]如圖4、5、6、8、9、10、11、12所示，所示，波導網(wǎng)絡3包括上法蘭31、下法蘭32、頂層波導鏈路33、中間層波導鏈路34和底層波導鏈路35 ；
[0052]本發(fā)明提出的128通道的過渡波導通過合理的空間布局，在有限空間下實現(xiàn)緊湊排布，從而實現(xiàn)整個波導網(wǎng)絡的高密度、小型化、輕量化。同時由于波導網(wǎng)絡每路波導輸入口徑與輸出口徑不一致，本發(fā)明還設計一段過渡轉換波導進行轉換，來實現(xiàn)過渡波導網(wǎng)絡的功能，以此適應更多的應用場合。
[0053]頂層波導鏈路
[0054]如圖7所示，頂層波導鏈路33包括128根E面90°彎波導，中間層波導鏈路34包括128根多彎異形波導，底層波導鏈路35包括128根E面90°彎波導和128根過度波導，每根彎波導的輸出端均連接一個過渡波導；
[0055]頂層波導鏈路33中的E面90°彎波導的輸入端口與上法蘭31上的輸入波導口連接，頂層波導鏈路33中E面90°彎波導的輸出端口與中間層波導鏈路34的多彎異形波導的輸入端口連接，多彎異形波導的輸出端口與底層波導鏈路35的E面90°彎波導的輸入端口連接，底層波導鏈路5的E面90°彎波導的輸出端口通過過渡波導連接到下法蘭32上的輸出波導口，形成128路波導通道；下法蘭32上的輸出波導口連接Ka頻段接收組件的128路波導濾波器；
[0056]頂層波導鏈路中128根波導也可以采用H面90°彎波導。
[0057]128路波導通道均位于多通道過渡波導網(wǎng)絡的外包絡內(nèi)部；輸入波導口和輸出波導口均為矩形，
[0058]外包絡是指上法蘭31和下法蘭32邊緣連接到一起形成的圓臺外表面。上法蘭31和下法蘭32均為圓形且上法蘭31的直徑小于下法蘭32的直徑；上法蘭I和下法蘭2之間的距離為164mm。
[0059]上法蘭
[0060]如圖6所示，上法蘭31上的輸入波導口排布為13行，第I?6行與第8?13行關于第7行對稱分布，第I?6行分別包括7個、8個、9個、10個、11個、12個輸入波導口，每行中相鄰兩個輸入波導口之間的距離為17mm，相鄰兩行之間的距離為14.72mm，第7行包括12個輸入波導口，第7行的中心點即為上法蘭31的圓心，第7行的輸入波導口關于中心點對稱分布，上法蘭31上的13行輸入波導口排布為正六邊形形狀，該正六邊形的中心即為上法蘭31的圓心；每行中相鄰兩個輸入波導口之間的距離是指:輸入波導口中心與相鄰輸入波導口中心之間的距離；相鄰兩行之間的距離是指:一行中所有輸入波導口的中心點連成的直線與相鄰行輸入波導口中心點連成的直線之間的距離。
[0061]上法蘭31上的輸入波導口的尺寸為6.4mmX2.85mm，下法蘭32上的輸出波導口尺寸為7.112mmX3.556mm ;上法蘭31直徑為365mm，下法蘭32直徑為480mm。
[0062]本發(fā)明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
【權利要求】
1.一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于包括:Ka頻段接收組件⑴、本振16分路器(2)、波導網(wǎng)絡(3)、N型本振輸入插座⑷、高低頻混裝集約化接插件(5)、左支撐梁(61)、右支撐梁(61)、連接件(7)、外殼(8)、接收組件支架(9)、本振分路器支架(10)、底座(11)、調(diào)節(jié)墊塊(12)、底座蓋板(13)； 波導網(wǎng)絡(3)的輸入端與外部天線相連用于接收射頻信號，其輸出端與Ka頻段接收組件(1)的輸入端相連；Ka頻段接收組件(1)的輸出端通過高低頻混裝集約化接插件(5)輸出下變頻后的信號； N型本振輸入插座(4)的輸入端與外接本振源信號相連，N型本振輸入插座(4)的輸出端與本振16分路器(2)的輸入端相連；本振16分路器⑵的輸出端與Ka頻段接收組件(1)的本振輸入端相連； Ka頻段接收組件(1)固定在接收組件支架(9)上，調(diào)節(jié)墊塊(12)固定在波導網(wǎng)絡(3)上用于調(diào)節(jié)Ka頻段接收組件(1)與波導網(wǎng)絡(3)的高度，進而實現(xiàn)兩者的精密連接； 本振16分路器(2)通過本振分路器支架(10)固定在連接件(7)上；連接件(7)安裝于左支撐梁￠1)與右支撐梁￠1)之間；連接件(7)、左支撐梁(61)、右支撐梁￠1)固定在底座(11)上；外殼⑶和底座蓋板(13)安裝于底座(11)上用于接收前段的保護。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于:所述的Ka頻段接收組件(1)為16路，每路包括8路波導濾波器、8路Ka頻段低噪聲放大器及8路混頻器；波導網(wǎng)絡將射頻信號送入128路波導濾波器進行濾波器后，輸出到128路低噪聲放大器進行功率放大，然后輸出到128路混頻器進行下變頻，最后通過高低頻混裝集約化接插件(5)輸出128路S頻段的信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于:所述的高低頻混裝集約化接插件(5)共為16個，每個包括8個同軸接觸件、2個低頻接觸件；8個同軸接觸件、2個低頻接觸件根據(jù)GJB599A系列3電連接器的形式連接而成；2個低頻接觸件配接AF-250-1絕緣護套導線，用于為Ka頻段接收組件(1)提供供電。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于:所述波導網(wǎng)絡(3)包括上法蘭(31)、下法蘭(32)、頂層波導鏈路(33)、中間層波導鏈路(34)和底層波導鏈路(35)； 頂層波導鏈路(33)包括128根E面90°彎波導，中間層波導鏈路(34)包括128根多彎異形波導，底層波導鏈路(35)包括128根E面90°彎波導和128根過度波導，每根彎波導的輸出端均連接一個過渡波導； 頂層波導鏈路(33)中的E面90°彎波導的輸入端口與上法蘭(31)上的輸入波導口連接，頂層波導鏈路(33)中E面90°彎波導的輸出端口與中間層波導鏈路(34)的多彎異形波導的輸入端口連接，多彎異形波導的輸出端口與底層波導鏈路(35)的E面90°彎波導的輸入端口連接，底層波導鏈路(5)的E面90°彎波導的輸出端口通過過渡波導連接到下法蘭(32)上的輸出波導口，形成128路波導通道；下法蘭(32)上的輸出波導口連接Ka頻段接收組件的128路波導濾波器； 所述上法蘭(31)和下法蘭(32)均為圓形且上法蘭(31)的直徑小于下法蘭(32)的直徑; 所述128路波導通道均位于所述多通道過渡波導網(wǎng)絡的外包絡內(nèi)部；所述輸入波導口和輸出波導口均為矩形，所述上法蘭(1)和下法蘭(2)之間的距離為164mm。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于:所述外包絡是指上法蘭(31)和下法蘭(32)邊緣連接到一起形成的圓臺外表面。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于:所述上法蘭(31)上的輸入波導口排布為13行，第1?6行與第8?13行關于第7行對稱分布，第1?6行分別包括7個、8個、9個、10個、11個、12個輸入波導口，每行中相鄰兩個輸入波導口之間的距離為17mm，相鄰兩行之間的距離為14.72mm，第7行包括12個輸入波導口，第7行的中心點即為上法蘭(31)的圓心，第7行的輸入波導口關于中心點對稱分布，上法蘭(31)上的13行輸入波導口排布為正六邊形形狀，該正六邊形的中心即為上法蘭(31)的圓心；所述每行中相鄰兩個輸入波導口之間的距離是指:輸入波導口中心與相鄰輸入波導口中心之間的距離；相鄰兩行之間的距離是指:一行中所有輸入波導口的中心點連成的直線與相鄰行輸入波導口中心點連成的直線之間的距離。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于:所述上法蘭(31)上的輸入波導口的尺寸為6.4mmX2.85mm，下法蘭(32)上的輸出波導口尺寸為7.112mmX3.556mm ;上法蘭(31)直徑為365mm，下法蘭(32)直徑為480mm。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種用于Ka頻段饋源的毫米波多通道射頻接收前端，其特征在于:所述頂層波導鏈路中128根波導也可以采用Η面90°彎波導。
【文檔編號】H04B1/16GK104363024SQ201410484214
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】李保平, 劉德喜, 張廣棟, 于秀媛, 蔡敏庚 申請人:北京遙測技術研究所, 航天長征火箭技術有限公司