本发明属于超宽带收发机，具体涉及一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机。
背景技术：
1、随着电子信息技术不断发展，无线电频谱资源也日益紧张。智能手机、平板电脑、路由器等移动终端设备的大量普及，移动通信产业对频谱的需求越来越大，因此超宽带技术被广泛研究并飞速发展，早先仅应用于军事通信领域的超宽带技术，近年来也在民用雷达、短程通信、监控系统等电子设备中也得到普遍使用。近年来，随着集成电路行业技术的发展，民用消费类电子设备、航天和航空电子等领域的产品对小型化、轻量化的要求越来越高。电子器件在朝着密集化、多功能的方向发展，与此同时，也使得小型化、轻量化的电子设备正在占领越来越大的市场。例如无人机搭配雷达在军用、民用领域表现出色，但无人机平台大小及承重能力有限，无人机机载雷达的体积和重量对于无人机的小型化提出极大的难题。
2、现有技术中的可实现2～18ghz射频收发的多通道超宽带收发机，采用的预选滤波器、一中频滤波器都是固定截止频率的开关滤波器组，使得收发机接收信号时滤除非期望信号的能力较弱，也使得传统的超外差收发机通过一次变频、二次变频以达到滤除非期望信号的能力较弱，且限制了一次变频、二次变频的变频方案设计。
3、现有技术缺陷如下：(1)现有的收发机难以实现此类产品的超宽带和频率可重构的目的；(2)现有的可实现2～18ghz射频收发的多通道超宽带收发机都是传统的mcm，其模块体积大、重量大，难以实现设备的小型化、轻量化。
技术实现思路
1、本发明的发明目的是提供一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，具有超宽带、小型化、轻量化和频率可重构的特点。
2、为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
3、一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，该八通道收发机采用超外差结构，通过八路相同的变频收发通道、本振功分电路、电源电路和控制电路进行超宽带的频率可重构，包括将2～18ghz的射频信号经过两次变频获得1.8±0.5ghz/3.8±1ghz/7.5±2ghz的中频信号，和将1.8±0.5ghz/3.8±1ghz/7.5±2ghz的中频信号变频获得2～18ghz的射频信号。
4、本发明的八路变频收发通道相同，本振功分电路将本振一分八送至八个变频收发通道，电源电路将输入电源转换为各器件需要的电源，控制电路将输入串行和并行控制信号解译或将输出的串行和并行控制信号编码以实现和反馈收发机的状态变化，该八通道收发机可以实现超宽带的频率可重构，瞬时带宽可重构为4ghz/2ghz/1ghz。
5、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述变频收发通道包括有可重构预选滤波器、可重构一中频滤波器、可配置射频芯片、射频双向放大sip和中频双向放大sip；
6、所述本振功分电路包括一本振功分电路和二本振功分电路，所述一本振功分电路和二本振功分电路分别将外部输入的本振信号一分为八提供给八路变频收发通道。
7、本发明使用了可重构预选滤波器、可重构一中频滤波器、可配置射频芯片，使得收发机可以实现超宽带的频率可重构。瞬时带宽可重构为4ghz/2ghz/1ghz，可重构预选滤波器可在2-18ghz频率范围内可实现具有任意截止频率的高通功能和低通功能以及任意带宽和中心频率的带通功能，可重构一中频滤波器可在17-30ghz频率范围内可实现具有任意截止频率的高通功能和低通功能以及任意带宽和中心频率的带通功能，一中频可重构为18～29ghz的任意频点，中频的中心频点可重构为7.5ghz/3.8ghz/1.8ghz。
8、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，所述可重构预选滤波器在2-18ghz频率范围内根据接收/发射射频中心频点的变化，将可重构预选滤波器重构为6种不同通带的带通滤波器；
9、所述可重构一中频滤波器在17-30ghz频率范围内根据接收/发射射频中心频点的变化，将可重构预选滤波器重构为2种不同通带的带通滤波器。
10、本发明使用可重构预选滤波器来抑制非期望信号及变频杂散，可重构预选滤波器主要用来抑制非期望信号及变频杂散，以1ghz瞬时带宽为例，根据接收/发射射频中心频点的变化，将可重构预选滤波器重构为2种不同通带的带通滤波器。
11、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，所述可配置射频芯片的工作频段覆盖0.2-18ghz且采用二次变频方案，一中频可重构为18～29ghz的任意频点。
12、本发明可配置射频芯片的工作频段覆盖0.2-18ghz，分为0.2-2ghz、2-6ghz和6-18ghz三个频段，均采用二次变频方案，一中频可重构为18～29ghz的任意频点，其中，中频可重构为400mhz/1ghz/2ghz/4ghz四种瞬时带宽，0.2-2ghz的射频信号可选择400mh的瞬时带宽，2～18ghz的射频信号可选择1ghz/2ghz/4ghz的瞬时带宽。由此可以实现射频信号的低噪声放大、数控衰减、混频、开关选择，一中频信号的低噪声放大、混频、开关选择以及中频信号的放大、低噪声放大、数控衰减、滤波、开关选择。
13、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，所述射频双向放大sip包括第一均衡器、第一双向放大器、第二均衡器、第二双向放大器、射频微波多层板和射频金属外壳，所述第一均衡器、第一双向放大器、第二均衡器和第二双向放大器通过微组装工艺与射频微波多层板实现电连接，射频金属外壳与微波多层板焊接实现密封；
14、所述中频双向放大sip包括有数控衰减器、第一射频开关、低噪声放大器、第二射频开关、中频微波多层板和中频金属外壳，所述数控衰减器、第一射频开关、低噪声放大器和第二射频开关通过微组装工艺与中频微波多层板实现电连接，中频金属外壳与中频微波多层板焊接实现密封。
15、本发明提供的射频双向放大sip可实现2～18ghz信号的放大、增益均衡；中频双放大sip可实现1～10ghz信号的数控衰减、开关选择和低噪声放大，用于对1.8±0.5ghz/3.8±1ghz/7.5±2ghz的中频信号进行数控衰减、开关选择、低噪声放大。
16、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，所述本振功分电路用于5～12ghz的本振信号，该本振功分电路由16个微带功分器组成，每8个微带功分器组成一个电路，分别为一、二本振功分电路。
17、本发明的一、二本振功分电路分别将外部输入的一、二本振一分为八提供给八路变频收发通道。
18、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，所述电源电路将输入的电源转换为各器件需要的电源并实现电源滤波，各变频收发通道的电源通过磁珠分开；
19、所述控制电路通过将输入串行和并行控制信号解译，和/或将输出的串行和并行控制信号编码实现和反馈收发机的状态变化。
20、本发明电源电路通过dc/dc、ldo、电感等器件将输入的电源转换为各器件需要的电源并实现电源滤波，各变频收发通道的电源通过磁珠分开，防止各通道通过电源电路互相干扰且适合调试；控制电路具体可通过fpga、flash等器件及相应的代码实现每路变频收发通道的收发选择、衰减值选择、工作/待机选择、频段选择、电源状态监控，除衰减值选择可使用串行或者并行控制外，其他只有串行控制或并行控制。
21、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，所述变频收发通道的两端分别设置有射频输入/输出端和中频输入/输出端，该射频输入/输出端允许2-18ghz射频信号输入/输出，该中频输入/输出端允许1.8±0.5ghz ghz/3.8±1ghz/7.5±2ghz中频信号输入/输出，所述射频输入/输出端和一本振功分电路相连通，所述中频输入/输出端和二本振功分电路相连通。
22、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，将射频信号变频得到中频信号的过程如下：
23、射频信号先进入可配置射频芯片，再通过可重构预选滤波器滤波，滤波后进入射频双向放大sip，最后经可配置射频芯片与四倍频后的一本振信号混频后输出一中频信号；
24、或者射频信号先进入可配置射频芯片，再通过可重构一中频滤波器滤波，滤波后经可配置射频芯片与四倍频的二本振信号混频后变频为中频信号，再进入中频双向放大sip后输出。
25、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，将中频信号变频得到射频信号的过程如下：
26、中频信号进入中频双向放大sip后输出，经可配置射频芯片与四倍频的二本振信号混频后输出一中频信号；
27、或者中频信号进入可配置射频芯片与四倍频后的一本振信号变频为射频信号，再依次进入射频双向放大sip和可重构预选滤波器，最后进入可配置射频芯片后输出。
28、在上述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机中，该八通道收发机采用微组装工艺和系统级封装，所述可配置射频芯片采用bga封装，所述射频双向放大sip和中频双向放大sip采用微组装工艺并采用qfn封装。
29、本发明可配置射频芯片采用cmos工艺制造，芯片采用2.5v单一电源供电，控制端口电平标准为2.5v cmos电平，芯片大小为10*10mm，采用bga封装形式；射频双向放大sip和中频双向放大sip均采用微组装工艺，封装形式为qfn封装，sip大小为18*13mm。所述变频通道的面积为24*110mm，该八通道收发机大小为213.35*199mm。
30、本发明通过采用了印制板叠层技术、微组装工艺、系统级封装，使用伪同轴结构、带状线等无源结构传输射频信号，实现了高隔离度及高集成度的小型化轻量化的单板设计。
31、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
32、(1)本发明的八路变频收发通道相同，本振功分电路将本振一分八送至八个变频收发通道，电源电路将输入电源转换为各器件需要的电源，控制电路将输入串行和并行控制信号解译或将输出的串行和并行控制信号编码以实现和反馈收发机的状态变化，该八通道收发机可以实现超宽带的频率可重构，瞬时带宽可重构为4ghz/2ghz/1ghz。
33、(2)本发明使用了可重构预选滤波器、可重构一中频滤波器、可配置射频芯片，使得收发机可以实现超宽带的频率可重构。瞬时带宽可重构为4ghz/2ghz/1ghz，预选滤波器可在2-18ghz频率范围内可实现具有任意截止频率的高通功能和低通功能以及任意带宽和中心频率的带通功能，一中频滤波器可在17-30ghz频率范围内可实现具有任意截止频率的高通功能和低通功能以及任意带宽和中心频率的带通功能，一中频可重构为18～29ghz的任意频点，中频的中心频点可重构为7.5ghz/3.8ghz/1.8ghz。
34、(3)本发明可配置射频芯片的工作频段覆盖0.2-18ghz，分为0.2-2ghz、2-6ghz和6-18ghz三个频段，均采用二次变频方案，一中频可重构为18～29ghz的任意频点，其中，中频可重构为400mhz/1ghz/2ghz/4ghz四种瞬时带宽，0.2-2ghz的射频信号可选择400mh的瞬时带宽，2～18ghz的射频信号可选择1ghz/2ghz/4ghz的瞬时带宽。由此可以实现射频信号的低噪声放大、数控衰减、混频、开关选择，一中频信号的低噪声放大、混频、开关选择以及中频信号的放大、低噪声放大、数控衰减、滤波、开关选择。
35、(4)本发明八通道收发机通过降低收发机的体积和重量，满足此类设备小型化、轻量化的需求。
36、(5)本发明通过采用了印制板叠层技术、微组装工艺、系统级封装，使用伪同轴结构、带状线等无源结构传输射频信号，实现了高隔离度及高集成度的小型化轻量化的单板设计。
1.一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：该八通道收发机采用超外差结构，通过八路相同的变频收发通道、本振功分电路、电源电路和控制电路进行超宽带的频率可重构，包括将2～18ghz的射频信号经过两次变频获得1.8±0.5ghz/3.8±1ghz/7.5±2ghz的中频信号，和将1.8±0.5ghz/3.8±1ghz/7.5±2ghz的中频信号变频获得2～18ghz的射频信号。
2.如权利要求1所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述变频收发通道包括有可重构预选滤波器(4)、可重构一中频滤波器(2)、可配置射频芯片(3)、射频双向放大sip(5)和中频双向放大sip(1)；
3.如权利要求2所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述可重构预选滤波器(4)在2-18ghz频率范围内根据接收/发射射频中心频点的变化，将可重构预选滤波器重构为6种不同通带的带通滤波器；
4.如权利要求2所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述可配置射频芯片(3)的工作频段覆盖0.2-18ghz且采用二次变频方案，一中频可重构为18～29ghz的任意频点。
5.如权利要求2所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述射频双向放大sip(5)包括第一均衡器(6)、第一双向放大器(7)、第二均衡器(8)、第二双向放大器(9)、射频微波多层板(10)和射频金属外壳(11)，所述第一均衡器(6)、第一双向放大器(7)、第二均衡器(8)和第二双向放大器(9)通过微组装工艺与射频微波多层板(10)实现电连接，射频金属外壳(11)与微波多层板(10)焊接实现密封；
6.如权利要求1所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述本振功分电路用于5～12ghz的本振信号，该本振功分电路由16个微带功分器组成，每8个微带功分器组成一个电路，分别为一、二本振功分电路。
7.如权利要求1所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述电源电路将输入的电源转换为各器件需要的电源并实现电源滤波，各变频收发通道的电源通过磁珠分开；
8.如权利要求2所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：所述变频收发通道的两端分别设置有射频输入/输出端和中频输入/输出端，该射频输入/输出端允许2-18ghz射频信号输入/输出，该中频输入/输出端允许1.8±0.5ghz ghz/3.8±1ghz/7.5±2ghz中频信号输入/输出，所述射频输入/输出端和一本振功分电路相连通，所述中频输入/输出端和二本振功分电路相连通。
9.如权利要求8所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：
10.如权利要求8所述的一种超宽带小型化轻量化的频率可重构八通道收发机，其特征在于：
