本實用新型涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及Ka波段發(fā)射機。

背景技術(shù)：

近年來，甚小口徑衛(wèi)星終端站(Very Small Aperture Terminal，VSAT)也稱為衛(wèi)星小數(shù)據(jù)站(小站)或個人地球站，衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展迅速，由于其具有靈活性強、可靠性高、使用方便及小站可直接裝在用戶端等特點，利用VSAT用戶數(shù)據(jù)終端可直接和計算機聯(lián)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)傳遞、文件交換、圖像傳輸?shù)韧ㄐ湃蝿?wù)，從而擺脫了遠(yuǎn)距離通信地面中繼站的問題。使用VSAT作為專用遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)是一種很好的選擇。VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)由主站、通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器及小站組成，小站包括用于衛(wèi)星通信的Ka波段發(fā)射機，其主要功能是將調(diào)制解調(diào)器發(fā)射的L波段中頻信號上變頻為Ka波段的射頻信號。

傳統(tǒng)的Ka波段發(fā)射機采用混頻的方式將中頻信號上變頻為Ka波段的射頻信號，必須使用一個本地振蕩器，硬件成本和調(diào)試成本較高，而且由于振蕩器受溫度或者電壓影響會發(fā)生漂移，頻率穩(wěn)定性不佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種無需本地振蕩器也可將調(diào)制解調(diào)器發(fā)射的L波段中頻信號上變頻為Ka波段的射頻信號且成本低、信號穩(wěn)定的Ka波段發(fā)射機。

一種Ka波段發(fā)射機，包括：

中頻處理模塊，用于接收調(diào)制解調(diào)器發(fā)射的L波段的中頻信號，并對所述中頻信號進(jìn)行濾波放大處理；

第一倍頻模塊，與所述中頻處理模塊連接，用于對所述中頻信號進(jìn)行N倍頻處理并輸出N倍頻信號；

低噪聲放大器，與所述第一倍頻模塊連接，用于對所述N倍頻信號進(jìn)行放大；

第二倍頻模塊，與所述低噪聲放大器連接，用于對所述N倍頻信號進(jìn)行M倍頻處理，并輸出預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號，其中，所述L波段的中頻信號經(jīng)所述N、M的乘積倍數(shù)放大后為所述預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號，且倍頻倍數(shù)N大于倍頻倍數(shù)M。

上述Ka波段的發(fā)射機，從調(diào)制解調(diào)器輸出的中頻信號通過第一倍頻模塊的N倍頻和第二倍頻模塊的M倍頻處理后，即可將中頻信號上變頻為預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號，省略了本地振蕩器和混頻器，大大降低了發(fā)射極的硬件復(fù)雜度和成本，而且輸出的Ka波段的射頻信號穩(wěn)定性較高、調(diào)試操作簡單。

在其中一個實施例中，所述第一倍頻模塊包括第一倍頻器和第一帶通濾波器，所述中頻處理模塊、第一倍頻器、第一帶通濾波器、低噪聲放大器依次電連接；其中，所述第一倍頻器輸出高次諧波，所述第一帶通濾波器對所述高次諧波進(jìn)行濾波處理，輸出N倍頻信號。

在其中一個實施例中，所述第二倍頻模塊包括第二倍頻器和第二帶通濾波器，所述低噪聲放大器、第二倍頻器、第二帶通濾波器依次電連接；其中，所述第二倍頻器對所述N倍頻信號進(jìn)行M倍頻處理輸出N乘以M倍頻信號，所述第二帶通濾波器對所述N乘以M倍頻信號進(jìn)行濾波并輸出預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號。

在其中一個實施例中，所述第一倍頻器為五倍頻器，所述第二倍頻器為二倍頻器。

在其中一個實施例中，所述第一倍頻器為四倍頻器，所述第二倍頻器為三倍頻器。

在其中一個實施例中，第一倍頻器、第二倍頻器分別為晶體管倍頻器、變?nèi)荻O管倍頻器和階躍恢復(fù)二極管倍頻器中的一種。

在其中一個實施例中，所述第一倍頻器為晶體管倍頻器，所述第一倍頻器包括第一直流電源、第二直流電源、晶體管、第一電容、第二電容；所述晶體管的基極分別與所述第一電容、第一直流電源的正極連接，所述晶體管的集電極分別與所述第二電容、第二直流電源的正極連接；所述晶體管的發(fā)射極分別與所述第一直流電源的負(fù)極、第二直流電源的負(fù)極連接且接地。

在其中一個實施例中，所述中頻處理模塊包括第三帶通濾波器、中頻放大器，所述第三帶通濾波器對所述中頻信號進(jìn)行濾波處理，所述中頻放大器用于對所述中頻信號進(jìn)行放大。

在其中一個實施例中，還包括第四帶通濾波器，所述第四帶通濾波器設(shè)置在所述低噪聲放大器與第二倍頻模塊之間。

在其中一個實施例中，還包括功率放大器，所述功率放大器與所述第二倍頻模塊的輸出端連接，用于所述對所述預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號進(jìn)行功率放大。

附圖說明

圖1為一實施例中Ka波段發(fā)射機的結(jié)構(gòu)框架圖；

圖2為一實施例中第一倍頻器的電路圖。

具體實施方式

為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1所示的為Ka波段發(fā)射機的結(jié)構(gòu)框架圖，Ka波段發(fā)射機包括中頻處理模塊110、第一倍頻模塊120、低噪聲放大器130、第二倍頻模塊140。中頻處理模塊110接收調(diào)制解調(diào)器發(fā)射的L波段的中頻信號，并對中頻信號進(jìn)行濾波放大處理后輸出至第一倍頻模塊120，由第一倍頻模塊120對中頻信號進(jìn)行N倍頻處理并輸出N倍頻信號。同時，低噪聲放大器130對N倍頻信號進(jìn)行放大后輸出至第二倍頻模塊140。第二倍頻模塊140接著對N倍頻信號進(jìn)行M倍頻處理。其中，L波段的中頻信號經(jīng)N、M的乘積倍數(shù)放大后為預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號，且倍頻倍數(shù)N大于倍頻倍數(shù)M。也即，通過第一倍頻模塊120的N倍頻和第二倍頻模塊140的M倍頻處理后，即可將調(diào)制解調(diào)器發(fā)射的L波段的中頻信號上變頻為預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號，省略了本地振蕩器和混頻器，大大降低了發(fā)射極的硬件復(fù)雜度和成本，而且輸出的Ka波段的射頻信號穩(wěn)定性較高、調(diào)試操作簡單。

中頻處理模塊110包括第三帶通濾波器111、中頻放大器113，第三帶通濾波器111對中頻信號進(jìn)行濾波處理。在一實施例中，調(diào)制解調(diào)器發(fā)射的L波段的中頻信號的頻率范圍為1GHz～3GHz，通過第三帶通濾波器111的處理后，輸出2.95GHz～3GHz的中頻信號，經(jīng)中頻放大器113放大后輸出至第一倍頻模塊120。

第一倍頻模塊120包括第一倍頻器121和第一帶通濾波器123，中頻處理模塊110、第一倍頻器121、第一帶通濾波器123、低噪聲放大器130依次電連接；其中，第一倍頻器121輸出高次諧波，第一帶通濾波器123對高次諧波進(jìn)行濾波處理，輸出N倍頻信號。

第二倍頻模塊140包括第二倍頻器141和第二帶通濾波器143，低噪聲放大器130、第二倍頻器141、第二帶通濾波器143、依次電連接；其中，第二倍頻器141對N倍頻信號進(jìn)行M倍頻處理輸出N*M倍頻信號，第二帶通濾波器143對N*M倍頻信號進(jìn)行濾波并輸出預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號。

在一實施例中，其輸出的中頻信號的頻率范圍為2.95GHz～3GHz，預(yù)設(shè)的Ka波段的射頻信號的頻率范圍為29.5GHz～30GHz，也即，中頻信號上變頻為射頻信號的倍頻倍數(shù)是10。當(dāng)?shù)谝槐额l器121為五倍頻器，第二倍頻器141為二倍頻器時，即可滿足上變頻為射頻信號的需求。

第一倍頻器121可以為晶體管倍頻器、變?nèi)荻O管倍頻器和階躍恢復(fù)二極管倍頻器中的一種。第二倍頻器141也可以為晶體管倍頻器、變?nèi)荻O管倍頻器和階躍恢復(fù)二極管倍頻器中的一種。

在本實施例中，第一倍頻器121為晶體管倍頻器。經(jīng)放大處理的中頻信號(2.95GHz～3GHz)經(jīng)過五倍頻的晶體管倍頻器，其晶體管倍頻器產(chǎn)生高次諧波信號。其中，五倍頻器電路如圖2所示，五倍頻器包括第一直流電源DC1、第二直流電源DC2、晶體管Q1、第一電容C1、第二電容C2；晶體管Q1的基極分別與第一電容C1、第一直流電源DC1的正極連接，晶體管Q1的集電極分別與第二電容C2、第二直流電源DC2的正極連接；晶體管Q1的發(fā)射極分別與第一直流電源DC1的負(fù)極、第二直流電源DC2的負(fù)極連接且接地。選取適當(dāng)?shù)牡谝恢绷麟娫碊C1和第二直流電源DC2的電壓，使晶體管Q1在非線性區(qū)工作，輸入信號的中頻信號f₀經(jīng)過晶體管Q1非線性放大后會輸出產(chǎn)生高次諧波信號2f₀、3f₀、…、nf₀，最后經(jīng)過帶寬范圍為14.75～15GHz的第一帶通濾波器123濾波濾除其他多次諧波，選擇出其五倍頻信號5f₀。

經(jīng)第一倍頻器121輸出的五倍頻信號的能量低，通過低噪聲放大器130對五倍頻信號進(jìn)行放大后，再輸入至第二倍頻模塊140。其中，第二倍頻模塊140中包括二倍頻器和第二帶通濾波器143，對五倍頻信號進(jìn)行二倍頻器倍頻、濾波后，即可獲得10倍頻信號，即頻率范圍為29.5GHz～30GHz的信號，也即輸出預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號。

由于Ka波段的頻率范圍為26.5～40GHz；其頻帶很寬，若對調(diào)制解調(diào)器輸出的中頻信號上變頻為Ka波段的射頻信號，其上變頻過程中，可通過合理的配置第一倍頻器121和第二倍頻器141的倍頻倍數(shù)，使其上變頻后的頻率符合Ka波段的頻率范圍。在一實施例中，第一倍頻器121為四倍頻器，第二倍頻器141為三倍頻器。L波段的中頻信號經(jīng)四倍頻器、三倍頻器的倍頻處理后，可輸出35.4GHz～36GHz的Ka波段的射頻信號。在其他實施例中，還可以根據(jù)實際的調(diào)制解調(diào)器輸出的L波段的中頻信號以及目標(biāo)所需輸出的Ka波段的射頻信號的頻率范圍，計算從中頻信號上變頻為射頻信號的總的倍頻倍數(shù)L，進(jìn)而合理的設(shè)置第一倍頻模塊120N和第二倍頻模塊140M的倍頻倍數(shù)，使其兩者的倍頻倍數(shù)的乘積(N*M)為總的倍頻倍數(shù)即可。

在一實施例中，Ka波段發(fā)射機還包括第四帶通濾波器150，第四帶通濾波器150設(shè)置在低噪聲放大器130與第二倍頻模塊140之間。經(jīng)低噪聲放大器130放大后的五倍頻信號再一次通過第四帶通濾波器150濾波，其帶寬范圍為14.75～15GHz，進(jìn)而獲得比較純凈的5倍頻信號。

在一實施例中，Ka波段發(fā)射機還包括功率放大器160，功率放大器160與第二倍頻模塊140的輸出端連接，對頻率范圍為29.5GHz～30GHz的Ka波段的射頻信號功率放大后輸出。

通過上述Ka波段的發(fā)射機，從調(diào)制解調(diào)器輸出的中頻信號通過第一倍頻模塊120的N倍頻和第二倍頻模塊140的M倍頻處理后，即可將中頻信號上變頻為預(yù)設(shè)Ka波段的射頻信號，省略了本地振蕩器和混頻器，大大降低了發(fā)射極的硬件復(fù)雜度和成本，而且輸出的Ka波段的射頻信號穩(wěn)定性較高、調(diào)試操作簡單。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。