X-Ka頻段上變頻器及其上變頻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面接收系統(tǒng)設(shè)備鏈路技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面接收系統(tǒng)X-Ka頻段上變頻器及其上變頻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，星地鏈路需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來(lái)越大，信息碼率越來(lái)越高，因而所占用的帶寬也越來(lái)越寬，但現(xiàn)有的星地鏈路卻不能滿足大數(shù)據(jù)量的傳輸，這就使得遙感信息與星地鏈路的數(shù)據(jù)傳輸能力之間的矛盾日益凸顯。
[0003]在對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面接收系統(tǒng)的上行信號(hào)鏈路中，一般將信號(hào)的編碼、調(diào)制及濾波等在中頻進(jìn)行，然后通過上變頻器將頻率搬移到較高的頻段，最后接入到低噪放大器經(jīng)信號(hào)放大后，饋送到發(fā)送天線接收端，實(shí)現(xiàn)下行信號(hào)的模擬。上變頻器作為衛(wèi)星地面數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)上行鏈路的關(guān)鍵設(shè)備，其性能的好壞直接影響到上行鏈路的性能指標(biāo)，同時(shí)也影響著信道鏈路檢測(cè)的水平。
[0004]由于目前的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)普遍采用S/X頻段進(jìn)行下傳，而相應(yīng)的地面接收系統(tǒng)也基于s/χ頻段來(lái)建設(shè)。為了解決遙感信息與星地鏈路的數(shù)據(jù)傳輸能力之間的矛盾，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外航天任務(wù)也由現(xiàn)在的S/X頻段向Ka頻段轉(zhuǎn)變。然而，目前并沒有在軌的低軌Ka頻段遙感衛(wèi)星，因此，如果要采用Ka頻段進(jìn)行衛(wèi)星數(shù)據(jù)的下傳，需要對(duì)其相應(yīng)的地面接收系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。在遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)建設(shè)和升級(jí)中，對(duì)上行鏈路的上變頻器的研制提出更高、更新的技術(shù)要求。另外，在接收系統(tǒng)標(biāo)校測(cè)試過程中，因涉及野外測(cè)試，上變頻器的便攜性設(shè)計(jì)要求更為突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種X-Ka頻段上變頻器及其上變頻方法，以將X頻段的信號(hào)上變頻至Ka頻段，實(shí)現(xiàn)Ka雙頻段輸出和上變頻器的小型化設(shè)計(jì)。
[0006]本發(fā)明提供X-Ka頻段上變頻器，包括:一級(jí)變頻單元，用于將輸入的X頻段的信號(hào)進(jìn)行上變頻；其中，一級(jí)變頻單元還包括分路器，用于將上變頻后的信號(hào)進(jìn)行分路；其中，分路器分出的其中一路信號(hào)為二級(jí)變頻單元的輸入信號(hào)，分出的另一路信號(hào)直接輸出；二級(jí)變頻單元，用于將分路器分出的輸入信號(hào)接入后進(jìn)行上變頻并輸出；控制器，用于對(duì)一級(jí)變頻單元和二級(jí)變頻單元進(jìn)行控制。
[0007]其中，一級(jí)變頻單元包括:第一處理模塊，用于通過濾波器、衰減器和放大器將輸入的X頻段的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出；第一混頻器，用于將第一處理模塊輸出的信號(hào)與Ka頻段的一級(jí)本振進(jìn)行混頻；第二處理模塊，用于將第一混頻器混頻后的信號(hào)通過第二選控開關(guān)接入并濾波處理后，通過第三選控開關(guān)輸出Ka頻段I信號(hào)；第三處理模塊，用于通過放大器、衰減器、濾波器將第三選控開關(guān)輸出的Ka頻段I信號(hào)進(jìn)行處理后輸入到分路器；所述控制器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置指令對(duì)一級(jí)本振的本振點(diǎn)頻和第二、三選控開關(guān)進(jìn)行控制。
[0008]其中，二級(jí)變頻單元包括:第一選控開關(guān)，用于對(duì)分路器分出的其中一路信號(hào)選控接入；第四處理模塊，用于通過放大器將第一選控開關(guān)接入的信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整處理后輸出；第二混頻器，用于將第四處理模塊輸出的信號(hào)與Ka頻段的二級(jí)本振進(jìn)行混頻；第五處理模塊，用于通過濾波器、放大器、衰減器將第二混頻器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出Ka頻段2信號(hào)；控制器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置指令對(duì)二級(jí)本振的本振點(diǎn)頻和第一選控開關(guān)進(jìn)行控制。
[0009]另一方面，本發(fā)明提供一種X-Ka頻段上變頻器的上變頻方法，其中，上變頻器為上述的上變頻器；該上變頻器的上變頻方法包括:
[0010]通過控制器對(duì)一級(jí)變頻單元和二級(jí)變頻單元進(jìn)行控制；在一級(jí)變頻單元中，將輸入的X頻段的信號(hào)通過一級(jí)變頻單元上變頻后，通過一級(jí)變頻單元中的分路器進(jìn)行分路；其中，分路器分出的其中一路信號(hào)通過第一選控開關(guān)接入到二級(jí)變頻單元，分出的另一路信號(hào)直接輸出；在二級(jí)變頻單元中，二級(jí)變頻單元對(duì)第一選控開關(guān)接入的信號(hào)進(jìn)行上變頻并輸出Ka頻段2信號(hào)。
[0011 ] 利用上述根據(jù)本發(fā)明的X-Ka頻段上變頻器及其上變頻方法，能夠?qū)頻段的信號(hào)上變頻至Ka頻段，從而實(shí)現(xiàn)Ka雙頻段輸出，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)上變頻器的小型化設(shè)計(jì)。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【附圖說(shuō)明】
[0013]通過參考以下結(jié)合附圖的說(shuō)明及權(quán)利要求書的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X-Ka頻段上變頻器的第一邏輯結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X-Ka頻段上變頻器的第二邏輯結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X-Ka頻段上變頻器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一級(jí)本振電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二級(jí)本振電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]在所有附圖中相同的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的特征或功能。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]針對(duì)前述現(xiàn)有的Ka頻段的衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面接收系統(tǒng)的上變頻器存在設(shè)備規(guī)模大、性能低等問題。本發(fā)明通過兩級(jí)變頻模塊能夠?qū)崿F(xiàn)X-Ka頻段信號(hào)的上變頻，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)Ka雙頻段輸出以及上變頻器的小型化設(shè)計(jì)。
[0022]下面結(jié)合圖1、圖2對(duì)本發(fā)明提供的X-Ka頻段上變頻器進(jìn)行說(shuō)明。其中，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X-Ka頻段上變頻器的第一邏輯結(jié)構(gòu)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X-Ka頻段上變頻器的第二邏輯結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提供的X-Ka頻段上變器100包括:一級(jí)變頻單元110、二級(jí)變頻單元120和控制器130。
[0024]其中，一級(jí)變頻單元110用于將輸入的X頻段的信號(hào)進(jìn)行上變頻；其中，一級(jí)變頻單元110中的分路器將上變頻后的信號(hào)進(jìn)行分路；其中，分路器分出的其中一路信號(hào)為二級(jí)變頻單元120的輸入信號(hào)，分出的另一路信號(hào)直接作為Ka頻段I信號(hào)輸出；分路器分出的其中一路信號(hào)接入二級(jí)變頻單元120并進(jìn)行上變頻后輸出Ka頻段2信號(hào)；控制器130對(duì)一級(jí)變頻單元110和二級(jí)變頻單元120進(jìn)行控制。
[0025]具體地，如圖2所示，一級(jí)變頻單元110包括:第一處理模塊111、第一混頻器112、第二選控開關(guān)、第三選控開關(guān)、第三處理模塊113和分路器。其中，第一處理模塊111通過濾波器、衰減器和放大器將輸入的X頻段的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出；第一混頻器用于將第一處理模塊111輸出的信號(hào)與Ka頻段的一級(jí)本振進(jìn)行混頻；將第一混頻器112混頻后的信號(hào)通過第二選控開關(guān)接入，然后通過濾波器濾波處理后，通過第三選控開關(guān)輸出Ka頻段I信號(hào)；也就是說(shuō)，通過第二處理模塊將第二選控開關(guān)接入的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，然后由第三選控開關(guān)輸出濾波處理后的Ka頻段I信號(hào)；第三處理模塊113通過放大器、衰減器、濾波器將第三選控開關(guān)輸出的Ka頻段I信號(hào)進(jìn)行處理后輸入到分路器；控制器可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置指令對(duì)一級(jí)本振的本振點(diǎn)頻和第二、三選控開關(guān)進(jìn)行控制。
[0026]二級(jí)變頻單元120包括第一選控開關(guān)、第四處理模塊121、第二混頻器122和第五處理模塊123。其中，第一選控開關(guān)用于選控接入分路器分出的其中一路信號(hào)至二級(jí)變頻單元120中，即分路器分出的其中一路信號(hào)通過第一選控開關(guān)接入到二級(jí)變頻單元120中；第四處理模塊121通過放大器將第一選控開關(guān)選控接入的信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整處理后輸出；第二混頻器122將第四處理模塊輸出的信號(hào)與Ka頻段的二級(jí)本振進(jìn)行混頻；第五處理模塊123通過濾波器、放大器、衰減器將第二混頻器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理后輸出Ka頻段2信號(hào)；控制器可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置指令對(duì)二級(jí)本振的本振點(diǎn)頻和第一選控開關(guān)進(jìn)行控制。
[0027]作為本發(fā)明的一個(gè)示例，X頻段的輸入信號(hào)為8.45GHz±500MHz，一級(jí)本振有三個(gè)本振點(diǎn)頻，分別為10.05GHz、10.55GHz、11.05GHz，通過第一混頻器112混頻后，能夠?qū)?.45GHz ± 500MHz 搬移到 18GHz ?19GHz、18.5GHz ?19.5GHz、19GHz ?20GHz，實(shí)現(xiàn)一級(jí) Ka頻段信號(hào)輸出。
[0028]具體地，X頻段輸入信號(hào)經(jīng)濾波器、衰減器和放大器處理后，在第