CN203800934U - 一种宽频带四输出卫星下变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第四带通滤波器、第一混频器、第二混频器、第三混频器、第四混频器、第一介质振荡器、第二介质振荡器、第一功分器、第二功分器、矩阵开关、第一级中频放大器及第二级中频放大器；本实用新型采用四进四出的矩阵开关IC与现有的使用2个4路输入2路输出开关IC的方式相比，安装面积可缩减60％；节约了人力投入，直接减少同类产品人力投入达20％，仪器投入减少30％，生产效率提高15％，大幅度节约了成本。

Description

一种宽频带四输出卫星下变频器

技术领域

本实用新型涉及卫星产业技术领域，尤其涉及一种宽频带四输出卫星下变频器。

背景技术

随着全球卫星产业的发展以及我国直播卫星政策的逐步开放，我国直播卫星市场需求将急剧上升。现有技术中常用的卫星视听接收***都是由抛物面天线、高频头、数字卫星接收机组成的一套完整的卫星地面接收站。由于卫星视听传送采用的是微波，具有光学直线传播特性，对于C频段和Ku频段，普遍采用具有很强方向性的抛物面天线，天线的作用是利用几何光学的原理将来自空中的卫星信号能量反射会聚至焦点上，由处于焦点上的馈源将欲接收的电波信号传导输送给紧接其后的高频头，高频头的作用是将天线收到的微弱信号进行放大，并分别将C频段3.4～4.2GHz、Ku频段10.75～12.75GHz的信号下变频到950～1450MHz、950～2150MHz频段后放大输出，用同轴电缆传送到卫星视听信号接收机，卫星视听信号接收机再将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星图像信号和伴音信号。目前，所有的***按照本振分类可分为单本振和双本振高频头；按照极化方式可分为单极化，双极化，线极化和圆极化高频头；按照输出可分为单输出，双输出，四输出和八输出高频头；按照应用频段又可分为C频段，KU频段和KA频段高频头。

现有的，通用四通道***接收天线，要同时接收并记录4种***信号需要4路输出以上的***接收天线。目前，为支持通用四通道***接收天线的4路输出，一般采用将2个4路输入2路输出开关IC并联的方式来实现。但是，在高频电路中，零部件配置、零部件间的布线对特性影响非常大，上述采用2个4路输入2路输出开关IC并联的方式会使PCB板上连接IC间的配线之间的线路更长，流经配线的信号损耗增大，同时，配线之间的耦合导致信号串扰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种宽频四输出卫星下变频器，以解决使用2个4路输入2路输出开关IC时产生的配线损耗、配线间的串扰问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种宽频带四输出卫星下变频器，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第四带通滤波器、第一混频器、第二混频器、第三混频器、第四混频器、第一介质振荡器、第二介质振荡器、第一功分器、第二功分器、矩阵开关、第一级中频放大器及第二级中频放大器；

垂直线极化信号经第一低噪声放大器放大后经经第一功分器将信号一分为二后分别输出到第一带通滤波器和第二带通滤波器输入端，经滤波处理形成第一组低噪声放大信号和第二组低噪声放大信号；水平线极化信号经第二低噪声放大器放大后经第二功分器将信号一分为二后分别输出到第三带通滤波器和第四带通滤波器输入端，经滤波处理形成第三组低噪声放大信号和第四组低噪声放大信号，

第一组低噪声放大器信号和第四组低噪声放大器信号分别进入第一混频器和第四混频器进行下变频处理，并同时将变频后的信号连接到第二信号振荡器，对信号进行放大处理；第二组低噪声放大器信号和第三组低噪声放大器信号分别进入第二混频器和第三混频器进行下变频处理，并同时将变频后的信号连接到第一信号振荡器，对信号进行放大处理；

四路放大信号分别经第一级中频放大器分别连接到四进四出矩阵开关输入端，经过四进四出矩阵开关的信号处理后其输出端分别连接到第二级中频放大器进行放大处理后输出。

优选的，所述第一低噪声放大器和第二低噪声放大器均采用三级串联连接的低噪声放大器组成。

优选的，所述矩阵开关为四进四出矩阵开关。

优选的，所述第一信号振荡器为本振频率9.75GHz的振荡器。

优选的，所述第二信号振荡器为本振频率12.7GHz的振荡器。

优选的，所述第一带通滤波器和第四带通滤波器的带通频率为10.7—11.7GHz。

优选的，所述第二带通滤波器和第三带通滤波器的带通频率为11.7—12.75GHz。

优选的，所述第一级中频放大器由第一中频放大器、第二中频放大器、第三中频放大器、第四中频放大器组成。

优选的，所述第二级中频放大器由第五中频放大器、第六中频放大器、第七中频放大器、第八中频放大器组成。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型提供的一种宽频四输出卫星下变频器，采用四进四出的矩阵开关IC与现有的使用2个4路输入2路输出开关IC的方式相比，安装面积可缩减60％；节约了人力投入，直接减少同类产品人力投入达20％，仪器投入减少30％，生产效率提高15％，大幅度节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型宽频带四输出卫星下变频器电路实现原理框图。

具体实施方式

本实用新型的核心思想：通用四通道***接收天线的开关电路通过1个四进四出的矩阵开关IC实现，以解决使用2个4路输入2路输出开关IC时产生的配线损耗、配线间的串扰问题，使通用四通道***接收天线的设计与制造更容易。

***接收用所需的频段较宽，为950MHz～2150MHz，将4路输入4路输出开关集于单芯片时，IC内部的元件间、配线间的串扰增大，本实用新型四进四出的矩阵开关IC通过采用电路设计与布局优化，确保了25dB的隔离，实现了现有4路输入2路输出开关IC同等以上的低串扰。

在高频电路中，输入输出元件间一旦产生阻抗不匹配，就会引发反射导致的损耗、发射多余电波等问题。高频电路一般是按50Ω的输入输出阻抗设计的，在现有的并联2个4路输入2路输出开关的电路中，阻抗会变为一半即25Ω，从而产生不匹配问题。因此，需要对PCB板重新设计。而使用本实用新型四进四出的矩阵开关IC时，阻抗恒定为50Ω，不会产生不匹配问题，PCB板设计更加容易。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1所示，本实用新型宽频带四输出卫星下变频器电路，垂直线极化信号和水平线极化信号经第一极化探针01和第二极化探针11耦合后分别输出给低噪声放大器21、22进行放大。

本实施例中，第一极化探针10和第二极化探针11的的材质为铁镀银或铁镀镍。三级级联低噪声放大器21、22，均采用了噪声指数很好的低噪声放大器；由于三级级联的关系，可以得到很好的噪声指数。

两路三级级联低噪声放大器21、22的信号分别经过两个功分器31和32，以形成四路三级级联低噪声放大器信号，然后四路信号再分别进入四个带通滤波器41、42、43、44进行有效信号的滤波处理，防止其他信号的干扰；这样就形成了四组有效信号，分别是第一组低噪声放大器信号21，31，41；第二组低噪声放大器信号21，31，42；第三组低噪声放大器信号22，32，43，第四组低噪声放大器信号22，32，44。四组低噪声放大器均采用相互串联连接的方式组成。通过第一级低噪声放大器21和22分别对垂直线极化信号(VLP)和水平线极化信号(HLP)进行信号放大，使其满足***要求的增益和噪声指数。

本实施例中，三个串联的放大器型号均采用的是NEC半导体公司的型号为NE3503S01。

经过低噪声放大器放大后的四路信号分别输出给带通滤波器41，42，43，44，其中带通滤波器41和44的带通频率为10.7—11.7GHz，带通滤波器42和43的带通频率为11.7—12.75GHz，这些带通滤波器主要作用是过滤掉***不需要的频带，起到抑制镜像干扰和保证信号纯度的作用。

接下来，第一组低噪声放大器信号21，31，41和第四组低噪声放大器信号22，32，44，分别进入混频器51和54，对信号进行下变频处理，并同时将变频后的信号经过信号振荡器62(振荡频率10.6GHz)，对信号进行放大处理。这样就可以得到两路下变频信号频率范围1100-2150MHz的中频段信号；同样的效果，第二组低噪声放大器信号21，31，42和第三组低噪声放大器信号22，32，43，分别进入混频器52和53，对信号进行下变频处理，并同时将变频后的信号经过信号振荡器61(振荡频率9.75GHz)，对信号进行放大处理，这样就可以得到两路下变频信号频率范围950--1950MHz的中频段信号。得到的四路中频段信号分别进入第一级中频放大器71，72，73，74，对四路信号进行再次放大的效果，保证信号的强度足够满足后续的电路解析需求。四路经过放大处理后的信号同时进入四进四出矩阵开关81，经过四进四出矩阵开关的信号处理后，形成四路独立的信号输出，分别再次进入第二级中频放大器91，92，93，94，保证信号的质量达到后续数字机解析的信号强度要求。这样就完成了整个信号链路传送的过程。

本实用新型提供的一种宽频四输出卫星下变频器，采用四进四出的矩阵开关IC与现有的使用2个4路输入2路输出开关IC的方式相比，安装面积可缩减60％；节约了人力投入，直接减少同类产品人力投入达20％，仪器投入减少30％，生产效率提高15％，大幅度节约了成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，在电路方面对其架构进行改变就可以派生单输出、二输出、四输出系列产品；只要做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型专利保护范围。

Claims (9)

1.一种宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，包括：第一低噪声放大器、第二低噪声放大器、第一带通滤波器、第二带通滤波器、第三带通滤波器、第四带通滤波器、第一混频器、第二混频器、第三混频器、第四混频器、第一介质振荡器、第二介质振荡器、第一功分器、第二功分器、矩阵开关、第一级中频放大器及第二级中频放大器；

垂直线极化信号经第一低噪声放大器放大后经经第一功分器将信号一分为二后分别输出到第一带通滤波器和第二带通滤波器输入端，经滤波处理形成第一组低噪声放大信号和第二组低噪声放大信号；水平线极化信号经第二低噪声放大器放大后经第二功分器将信号一分为二后分别输出到第三带通滤波器和第四带通滤波器输入端，经滤波处理形成第三组低噪声放大信号和第四组低噪声放大信号，

第一组低噪声放大器信号和第四组低噪声放大器信号分别进入第一混频器和第四混频器进行下变频处理，并同时将变频后的信号连接到第二信号振荡器，对信号进行放大处理；第二组低噪声放大器信号和第三组低噪声放大器信号分别进入第二混频器和第三混频器进行下变频处理，并同时将变频后的信号连接到第一信号振荡器，对信号进行放大处理；

四路放大信号分别经第一级中频放大器分别连接到四进四出矩阵开关输入端，经过四进四出矩阵开关的信号处理后其输出端分别连接到第二级中频放大器进行放大处理后输出。

2.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述第一低噪声放大器和第二低噪声放大器均采用三级串联连接的低噪声放大器组成。

3.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述矩阵开关为四进四出矩阵开关。

4.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述第一信号振荡器为本振频率9.75GHz的振荡器。

5.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述第二信号振荡器为本振频率12.7GHz的振荡器。

6.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述第一带通滤波器和第四带通滤波器的带通频率为10.7—11.7GHz。

7.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述第二带通滤波器和第三带通滤波器的带通频率为11.7—12.75GHz。

8.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述第一级中频放大器由第一中频放大器、第二中频放大器、第三中频放大器、第四中频放大器组成。

9.如权利要求1所述的宽频带四输出卫星下变频器，其特征在于，所述第二级中频放大器由第五中频放大器、第六中频放大器、第七中频放大器、第八中频放大器组成。