CN100533851C - 集成圆极化器的下变频器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成圆极化器的下变频器，它涉及卫星电视接收及卫星通信领域中的一种圆极化下变频器的制造。它是由垂直极化输入端口、水平极化输入端口、垂直极化相位延迟平衡线、水平极化相位延迟平衡线、90°圆极化移相段、左旋圆极化低噪声放大器、右旋圆极化低噪声放大器、信号开关模块、低噪声卫星降频器等部件组成。卫星水平极化信号及垂直极化信号经垂直极化相位延迟平衡线、水平极化相位延迟平衡线调整相位，进入90°圆极化移相段产生左、右旋圆极化信号，信号开关模块选取极化信号输送给低噪声卫星降频器输出下变频后的中频信号。本发明还具有插入损耗小、电路简单、低加工成本等特点，可广泛适用于圆极化卫星信号的接收。
Description
技术领域
本发明涉及卫星电视接收及卫星通信领域中的一种集成圆极化器的下变频器，特别适用于圆极化卫星信号的接收。
背景技术
目前，用于接收圆极化信号的圆极化器通常与天线馈源连接在一起，或内置于天线馈源中。圆极化电路集成在下变频器中则是另外一种办法。
专利号为US5471664A，主分类号为H04B1/26，名称为Clockwiseand counterclockwise circularly polarized wave common receivingapparatus for low noise converter专利中公开了一种卫星降频器，采用四输入探针端口，分别移相的办法实现左右旋圆极化；国际专利分类号H01P11/161(2006.01)，名称为Circular and/of linear polarity formatdata receiving apparatus专利中公开了一种卫星降频器，采用圆极化电桥的办法实现左右旋圆极化。以上两种实现圆极化的方法较为复杂，其中第一种在四个探针的末端还需要一个矩形贴片来改善圆极化效果，第二种采用先对信号放大再插入圆极化电桥的办法，虽然弥补了圆极化电桥插损大的缺陷，但对前置的水平放大电路与垂直放大电路的相位一致性要求很高，否则所产生的圆极化效果将会很差。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种能够选择性的输出左旋圆极化或右旋圆极化的集成圆极化器的下变频器。本发明还具有原理简单、插入损耗小、实现电路简单、电路设计兼容双线极化、低加工成本等特点。
本发明的目的是这样实现的：
它由垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2、垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2、90°圆极化移相段3、左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2、信号开关模块5、低噪声卫星降频器6组成；
所述的垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2分别串接垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2后与90°圆极化移相段3的a、b端口连接，90°圆极化移相段3的a、b端口分别串接左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2后与信号开关模块5的定触点c、d连接，信号开关模块5的动触点e串接低噪声卫星降频器6，低噪声卫星降频器6的中频信号输出端口f与外部接收电路连接；
所述的垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2分别调整来自垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2信号的相位，使其同相，输出给90°圆极化移相段3，90°圆极化移相段3产生左旋圆极化信号与右旋圆极化信号后输出给左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2分别进行放大，放大后的左旋圆极化信号与右旋圆极化信号输出给信号开关模块5，信号开关模块5选取左旋圆极化信号、或右旋圆极化信号输出给低噪声卫星降频器6，由低噪声卫星降频器6输出下变频后的中频信号。
本发明垂直极化相位延迟平衡线2-1的长度L1为0至400mm，水平极化相位延迟平衡线2-2的长度L2为0至400mm。
本发明垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2的构成形式为微带线、或带状线、或共面波导传输线。
本发明90°圆极化移相段3的长度为(2n-1)λg/4，式中n为大于或等于1的自然数，λg为传输波长。
本发明90°圆极化移相段3的构成形式为微带线、或带状线、或共面波导传输线。
本发明90°圆极化移相段3的a、b端口分别与垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2输出端及左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2的输入端口断开后，形成双线极化工作状态。
本发明垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2、垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2、90°圆极化移相段3、左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2、信号开关模块5、低噪声卫星降频器6集成在一块电路板中制成。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1.本发明仅采用(2n-1)λg/4的传输线作90°圆极化移相段3，使其插入损耗极低，由此引起的系统噪声也很低，电路十分简单，占用空间小、加工成本很低。
2.本发明垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2兼容目前所有双线极化馈源形式，特别适用于馈源一体化下变频器或双线极化平板天线。
3.本发明垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2输出端及左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2的输入端口断开90°圆极化移相段3后，可工作在双线极化状态，即可兼容双线极化信号的接收。
附图说明
图1是本发明的电原理方框图。
图2是本发明垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2输出端及左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2的输入端口断开90°圆极化移相段3后工作在双线极化状态时的电原理方框图。
具体实施方式
参见图1至图2，本发明是由垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2、垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2、90°圆圆极化移相段3、左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2、信号开关模块5、低噪声卫星降频器6所组成，图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。
所述的垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2分别调整来自垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2信号的相位，使其同相，输出给90°圆极化移相段3。本发明垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2的作用是提供天线接收的垂直极化信号、水平极化信号，能兼容目前所有双线极化馈源形式，特别适用于馈源一体化下变频器或双线极化平板天线，实施例垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2采用一体化的波导微带线转换制成。
本发明垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2的作用是通过改变传输线的长度调整传输信号的相位，使垂直极化信号、水平极化信号的相位同相。本发明垂直极化相位延迟平衡线2-1的长度L1为0至400mm，水平极化相位延迟平衡线2-2的长度L2为0至400mm。其长度L1或L2的长度不同，其相位延迟量不同，达到同相。本发明垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2的构成形式为微带线、或带状线、或共面波导传输线。实施例工作在Ku频段，垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2采用微带线制成，其长度L1的长度为0mm，长度L2的长度为4.2mm。
本发明90°圆极化移相段3产生左旋极化信号与右旋极化信号后输出给左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2分别进行放大。90°圆极化移相段3的作用是把垂直极化信号、水平极化信号进行90°的移相后混合产生左旋圆极化信号、右旋圆极化信号。本发明90°圆极化移相段3的长度为(2n-1)λg/4，式中n为大于或等于1的自然数，λg为传输波长。其(2n-1)λg/4长度根据工作频率及结构尺寸确定。实施例工作在Ku频段，其n取1，λg为16.7mm。本发明90°圆极化移相段3的构成形式为微带线、或带状线、或共面波导传输线。实施例采用微带线制成。
本发明左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2的作用是对输入的左旋圆极化信号、右旋圆极化信号分别进行放大后输出给信号开关模块5，实施例左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2采用市售的集成低噪声放大器制作。
本发明信号开关模块5的作用是选取左旋圆极化信号、或右旋圆极化信号输出给低噪声卫星降频器6，通过开关的动触点e选取定触点c或d的信号。实施例信号开关模块5采用市售的通用信号开关模块制作。
本发明低噪声卫星降频器6的作用是对信号开关模块5输出的信号进行下变频成中频信号，由中频信号输出端f输出。实施例低噪声卫星降频器6采用市售的低噪声卫星降频器制作。
本发明90°圆极化移相段3的a、b端口分别与垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2输出端及左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2的输入端口断开后，形成双线极化工作状态，如图2所示，实施例按图2连接线路。其原理是垂直极化信号、水平极化信号没有通过90°圆极化移相段3进行90°的移相、混合，直接由左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2进行放大，因此可以工作在双线极化状态。
本发明结构是把垂直极化输入端口1-1、水平极化输入端口1-2、垂直极化相位延迟平衡线2-1、水平极化相位延迟平衡线2-2、90°圆极化移相段3、左旋圆极化低噪声放大器4-1、右旋圆极化低噪声放大器4-2、信号开关模块5、低噪声卫星降频器6集成在一块电路板中制成。具有插入损耗低，由此引起的系统噪声也很低，电路十分简单，占用空间小、加工成本低等优点。
Claims (7)
1.一种集成圆极化器的下变频器，它由垂直极化输入端口(1-1)、水平极化输入端口(1-2)、左旋圆极化低噪声放大器(4-1)、右旋圆极化低噪声放大器(4-2)、信号开关模块(5)、低噪声卫星降频器(6)组成，其特征在于：还由垂直极化相位延迟平衡线(2-1)、水平极化相位延迟平衡线(2-2)、90°圆极化移相段(3)组成；
所述的垂直极化输入端口(1-1)、水平极化输入端口(1-2)分别串接垂直极化相位延迟平衡线(2-1)、水平极化相位延迟平衡线(2-2)后与90°圆极化移相段(3)的a、b端口连接，90°圆极化移相段(3)的a、b端口分别串接左旋圆极化低噪声放大器(4-1)、右旋圆极化低噪声放大器(4-2)后与信号开关模块(5)的定触点(c、d)连接，信号开关模块(5)的动触点(e)串接低噪声卫星降频器(6)，低噪声卫星降频器(6)的中频信号输出端口(f)与外部接收电路连接；
所述的垂直极化相位延迟平衡线(2-1)、水平极化相位延迟平衡线(2-2)分别调整来自垂直极化输入端口(1-1)、水平极化输入端口(1-2)信号的相位，使其同相，输出给90°圆极化移相段(3)，90°圆极化移相段(3)产生左旋圆极化信号与右旋圆极化信号后输出给左旋圆极化低噪声放大器(4-1)、右旋圆极化低噪声放大器(4-2)分别进行放大，放大后的左旋圆极化信号与右旋圆极化信号输出给信号开关模块(5)，信号开关模块(5)选取左旋圆极化信号、或右旋圆极化信号输出给低噪声卫星降频器(6)，由低噪声卫星降频器(6)输出下变频后的中频信号。
2.根据权利要求1所述的集成圆极化器的下变频器，其特征在于：垂直极化相位延迟平衡线(2-1)的长度(L1)为0至400mm，水平极化相位延迟平衡线(2-2)的长度(L2)为0至400mm。
3.根据权利要求1或2所述的集成圆极化器的下变频器，其特征在于：垂直极化相位延迟平衡线(2-1)、水平极化相位延迟平衡线(2-2)的构成形式为微带线、或带状线、或共面波导传输线。
4.根据权利要求1所述的集成圆极化器的下变频器，其特征在于：90°圆极化移相段(3)的长度为(2n-1)λg/4，式中n为大于或等于1的自然数，λg为传输波长。
5.根据权利要求1所述的集成圆极化器的下变频器，其特征在于：90°圆极化移相段(3)的构成形式为微带线、或带状线、或共面波导传输线。
6.根据权利要求1所述的集成圆极化器的下变频器，其特征在于：90°圆极化移相段(3)的a、b端口分别与垂直极化相位延迟平衡线(2-1)、水平极化相位延迟平衡线(2-2)输出端及左旋圆极化低噪声放大器(4-1)、右旋圆极化低噪声放大器(4-2)的输入端口断开后，形成双线极化工作状态。
7.根据权利要求1所述的集成圆极化器的下变频器，其特征在于：垂直极化输入端口(1-1)、水平极化输入端口(1-2)、垂直极化相位延迟平衡线(2-1)、水平极化相位延迟平衡线(2-2)、90°圆极化移相段(3)、左旋圆极化低噪声放大器(4-1)、右旋圆极化低噪声放大器(4-2)、信号开关模块(5)、低噪声卫星降频器(6)集成在一块电路板中制成。
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