CN101330311A - 新型信标接收机 - Google Patents
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Abstract
一种新型信标接收机，该接收机的射频输入以滤波后，再经一次混频及处理、二次混频及处理后，以中频检波后，输出检波电平，在第一本振和第二本振之间设置有频率控制环路，传统的模拟跟踪环路采用数字电路，实施自动调谐及频率跟踪。本发明的优点是输出电压稳定，能准确稳定地锁定信标信号频点；成本低，可批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型信标接收机，用于卫星通信地球站的自动跟踪系统。它的任务是捕获同步卫星发出的信标信号，并对其下变频，变换成中频信号，然后检测出与信标信号强度成正比的直流电压，给出卫星信标信号(即目标)相对于天线在不同角位置时所对应的信号强度电压，以直流电压形式送给天线伺服控制系统，完成天线对卫星的自动跟踪。
背景技术
信标接收机和卫星的下变频器结合，形成完整的跟踪接收机，用于卫星通信地球站的自动跟踪系统。对于电路的优化和可生产性有严格的要求：
1)较低的成本预算：许多的微波器件由于集中了现今最尖端的工艺技术，具有极好的指标，但同时却价格昂贵，在微波波段的低成本实现在通讯中已经越来越重要；
2)良好的相噪及杂散控制性能：这是信号跟踪的重要指标体现，直接影响到寻星跟踪；
3)良好的抗干扰性能及电磁兼容性能；
4)适合批量生产，生产一致性好，易调试。
发明内容
本发明的技术问题是要提供一种跟踪环路由数字电路来完成自动调谐及频率跟踪的新型信标接收机。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种新型信标接收机，该接收机的射频输入以滤波后，再经一次混频及处理、二次混频及处理后，以中频检波后，输出检波电平，在第一本振和第二本振之间设置有频率控制环路，传统的模拟跟踪环路采用数字电路，实施自动调谐及频率跟踪。
采用950MHz～1450MHz的带通滤波器；第一本振采用1250MHz～1750MHz的高本振进行混频，由调谐电路控制第一本振将接收射频信号变频到300MHz中频，之后进行滤波和放大处理；第二本振将中频信号二次变频到第二中频70MHz，之后进行放大和滤波处理，最后对中频信号进行检波和对数放大，输出直流检测信号，供基带判断和处理电路使用。
接收机调谐控制，是利用直接数字频率合成器(DDS)的快速和精度优势实现宽带高调谐精度的接收系统。
所述频率控制环路是设置一锁相芯片，与一环路滤波器连接，环路滤波器与压控振荡器连接，压控振荡器与功分器连接，功分器一路输出锁相频率，另一路输出至锁相芯片的射频输入端。
频率控制环路主要用来产生小步进的低频微波信号，它是一相位反馈系统，实现了频率的稳定锁定。压控振荡器产生的微波信号经由功分反馈回锁相芯片，经锁相芯片内部分频后与晶振产生的参考信号作相位比较，以产生控制电压，由环路滤波器后再返回控制压控振荡器，由此组成了一相位反馈系统，得到稳定的频率输出。环路滤波器采用了有源二阶环路，可以有效的抑制压控振荡器的近端相噪；压控振荡器，即采用了低噪声的微波振荡电路，具有较好的噪声性能。
所述的数字电路实施自动调谐及频率跟踪的步骤是设置一单片机控制锁相频率，其自动调谐及频率跟踪步骤是：
A、设置一锁相点频率；
B、扫描100K点频率，扫到，则储存该频点及检波电压值；未扫到，执行下一步；
C、扫描7K点频率，未扫到，则返回第1)步；
D、扫到7K点频率，则储存该频点及检波电压；
E、找到最大电压值对应的频点，控制锁相环工作在此频点；
F、完成频点捕获，进行信标检测。
本发明的优越功效在于：
1)由于卫星的信标信号本身是一个点频信号，存在着自身的频漂，而且受到大气干扰的影响会产生频率飘移，如果预置的中频接收带宽太宽，虽然系统可以正常工作，但是会直接影响接收机的接收信噪比性能，由于信噪比性能的恶化会导致接收系统的灵敏度下降；如果预置的中频接收带宽太窄，又会丢失信标信号，所以对信标信号频点的实时跟踪显得尤为重要。传统的直接数字频率合成器(DDS)+模拟跟踪环路虽然可以满足系统的需求，但系统结构较为复杂，系统难度较大，调试十分困难，不利于生产。所以采用数字技术进行频率跟踪尤为重要，无论是在复杂度方面来考虑还是从跟踪速度方面来考虑都能很好的满足频率跟踪的需要，具有很好的实时性和有效性，输出电压稳定，能准确稳定地锁定信标信号频点；
2)本发明省去了传统的模拟跟踪环电路，主要由数字电路来完成自动调谐及频率跟踪功能，使硬件电路尤为简单便于调试及可生产性，省去了大量的昂贵器件，大大降低了成本；
3)在一定程度上节省了成本，生产可以规模进行，由于板子直接集成滤波器，省略了繁琐的微波调试过程，并且结合了锁相源与直接倍频的优点，简化电路，并保证了所有本振信号的质量；
4)采用了先进的锁相电路，可以实现频率小步进与鉴相频率抑制功能，保证了锁相源的信号质量。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为图1中频率控制电路的原理框图；
图3为本发明采用数字电路实施自动调谐及频率跟踪的工作流程图。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步地描述。
如图1所示，发明提供了一种新型信标接收机，该接收机的射频输入以滤波后，再经一次混频及处理、二次混频及处理后，以中频检波后，输出检波电平，在第一本振和第二本振之间设置有频率控制环路，传统的模拟跟踪环路采用数字电路，实施自动调谐及频率跟踪。
采用950MHz～1450MHz的带通滤波器；第一本振采用1250MHz～1750MHz的高本振进行混频，由调谐电路控制第一本振将接收射频信号变频到300MHz中频，之后进行滤波和放大处理；第二本振将中频信号二次变频到第二中频70MHz，之后进行放大和滤波处理，最后对中频信号进行检波和对数放大，输出直流检测信号，供基带判断和处理电路使用。
接收机调谐控制，是利用直接数字频率合成器(DDS)的快速和精度优势实现宽带高调谐精度的接收系统。
如图2所示，所述频率控制环路是设置一锁相芯片，与一环路滤波器连接，环路滤波器与压控振荡器连接，压控振荡器与功分器连接，功分器一路输出锁相频率，另一路输出至锁相芯片的射频输入端。
频率控制环路主要用来产生小步进的低频微波信号，它是一相位反馈系统，实现了频率的稳定锁定。压控振荡器产生的微波信号经由功分反馈回锁相芯片，经锁相芯片内部分频后与晶振产生的参考信号作相位比较，以产生控制电压，由环路滤波器后再返回控制压控振荡器，由此组成了一相位反馈系统，得到稳定的频率输出。其中，锁相环芯片使用的是ADI公司的ADF4153系列，此芯片集成了高频分频器、小数分频器、鉴相器、电流泵等锁相环部件，可以实现小步进低杂散的锁相应用，此锁相环路可以产生最高达4GHz的宽带锁相源信号，并且可以实现1K(或更小)的步进及宽带应用，完全满足系统的频率设定精度指标要求；环路滤波器采用了有源二阶环路，可以有效的抑制压控振荡器的近端相噪；压控振荡器，即采用了低噪声的微波振荡电路，具有较好的噪声性能。
如图3所示，所述的数字电路实施自动调谐及频率跟踪的步骤是设置一单片机控制锁相频率，其自动调谐及频率跟踪步骤是：
A、设置一锁相点频率；
B、扫描100K点频率，扫到，则储存该频点及检波电压值；未扫到，执行下一步；
C、扫描7K点频率，未扫到，则返回第1)步；
D、扫到7K点频率，则储存该频点及检波电压；
E、找到最大电压值对应的频点，控制锁相环工作在此频点；
F、完成频点捕获，进行信标检测。
Claims (3)
1、一种新型信标接收机，该接收机的射频输入以滤波后，再经一次混频及处理、二次混频及处理后，以中频检波后，输出检波电平，其特征在于：
在第一本振和第二本振之间设置有频率控制环路，传统的模拟跟踪环路采用数字电路，实施自动调谐及频率跟踪。
2、按权利要求1所述的新型信标接收机，其特征在于：
所述频率控制环路是设置一锁相芯片，与一环路滤波器连接，环路滤波器与压控振荡器连接，压控振荡器与功分器连接，功分器一路输出锁相频率，另一路输出至锁相芯片的射频输入端。
3、按权利要求1所述的新型信标接收机，其特征在于：所述的数字电路实施自动调谐及频率跟踪的步骤是设置一单片机控制锁相频率，其自动调谐及频率跟踪步骤是：
1)设置一锁相点频率；
2)扫描100K点频率，扫到，则储存该频点及检波电压值；未扫到，执行下一步；
3)扫描7K点频率，未扫到，则返回第1)步；
4)扫到7K点频率，则储存该频点及检波电压；
5)找到最大电压值对应的频点，控制锁相环工作在此频点；
6)完成频点捕获，进行信标检测。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100409732A CN101330311A (zh) | 2008-07-24 | 2008-07-24 | 新型信标接收机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNA2008100409732A CN101330311A (zh) | 2008-07-24 | 2008-07-24 | 新型信标接收机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101330311A true CN101330311A (zh) | 2008-12-24 |
Family
ID=40205940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008100409732A Pending CN101330311A (zh) | 2008-07-24 | 2008-07-24 | 新型信标接收机 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN101330311A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101902622B (zh) * | 2009-05-26 | 2012-02-15 | 上海赛天通信技术有限公司 | 卫星信标接收装置 |
| CN101505183B (zh) * | 2009-03-19 | 2012-08-22 | 上海交通大学 | 针对Ku波段的数字化卫星信标跟踪仪 |
| CN102694556A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-09-26 | 成都九华圆通科技发展有限公司 | 低功耗、高相位噪声指标超短波接收机第二本振电路 |
| CN109425785A (zh) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种基于跟踪源频谱分析仪的全程锁相同步扫描控制方法 |
-
2008
- 2008-07-24 CN CNA2008100409732A patent/CN101330311A/zh active Pending
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| CN102694556A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-09-26 | 成都九华圆通科技发展有限公司 | 低功耗、高相位噪声指标超短波接收机第二本振电路 |
| CN102694556B (zh) * | 2012-05-22 | 2014-08-13 | 成都九华圆通科技发展有限公司 | 低功耗、高相位噪声指标超短波接收机第二本振电路 |
| CN109425785A (zh) * | 2017-09-04 | 2019-03-05 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种基于跟踪源频谱分析仪的全程锁相同步扫描控制方法 |
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