CN103490730B

CN103490730B - 双极化集成电路结构的pll‑cs波段多功能降频器

Info

Publication number: CN103490730B
Application number: CN201310410589.8A
Authority: CN
Inventors: 姜皓文
Original assignee: Zhuhai City Hundred Sounds Electronic Science And Technology Ltds
Current assignee: Zhuhai pusisat Technology Co. Ltd.
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-09-10
Also published as: CN103490730A

Abstract

本发明涉及一种双极化集成电路结构的PLL‑CS波段多功能降频器，包括依次连接的水平极化天线、第一放大器、第二放大器、第一滤波器，和依次连接的垂直极化天线、第三放大器、第四放大器、第二滤波器，以及集成电路；集成电路由与两滤波器的输出端连接的极化交换器，和其两输出端分别设有依次连接的第五放大器、第一混波器、第一中频放大器和依次连接的第六放大器、第二混波器、第二中频放大器，以及频率基准输入端口组成；可程序频率合成器包含锁相回路，其输出端与振荡器的输入端连接，振荡器的输出端与两混波器连接。即可实现输入波段与输出型态的变化，使用灵活、方便，输出频率稳定、噪音低，线路简单，生产难度低，维护轻松、便捷。

Description

双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器

【技术领域】

本发明属于微波通讯技术领域，尤其涉及一种应用于卫星通信领域的可双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器。

【背景技术】

近年来，电视卫星接收器的蓬勃发展,世界各国无不积极发展直播电视卫星(DVB-S)，随之带动了无线高频通讯系统产业发展，也使得国内外卫星数字电视接收系统产业蓬勃发展起来,不但每年为我国赚取大量外汇，还增加国内就业市场。直播卫星接收器使用频率频带Ku、C、S等波段 , 各波段的卫星下行信号先由天线接收，再经过高频头的放大和下变频形成950MHz—2150MHz的第一中频信号,然后经电缆传送到接收机的高频调谐器,高频调谐器根据所需接收的频率，通过PLL（锁相环）环路控制本机振荡器频率，把输入信号变频成479.5MHz的第二中频信号，最后经由接收机的信号处理后，电视机播出影像信号和音频信号。

目前，现有的含有一个射频信号输出端或两个射频信号输出端的C波段电视卫星低噪声降频放大器都使用传统线路设计,即电路由分离式组件构成，包括有低噪声放大器、C波段空腔震荡器、C波段混波器和中频放大器，例如市面上的电视卫星接收低噪声放大器C-Band，其采用分离式组件构成，即空腔震荡器、中频三极管放大器和电压控制集成电路，线路结构较为复杂，振荡频率易发生漂移，分离式的元器件之间容易发生干扰，造成输出频率不稳定，电视图像不清晰、不稳定；而且线路结构复杂，工艺流程较为复杂，生产难度大，生产过程不良率较高，不良品多,在人力、物力和时间上都造成很大的浪费，另外，这些放大器都要调整介质空腔震荡器上的螺丝才能实现频率调整，使用、操作极不方便。

【发明内容】

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可实现输入波段与输出型态的变化，使用灵活、方便，输出频率稳定、噪音低，线路结构简单，生产难度和产品不良率低，使用操作和维护轻松、方便、快捷的双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：

一种双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器，包括有依次导通连接的水平极化天线、第一放大器、第二放大器、第一滤波器，和依次导通连接的垂直极化天线、第三放大器、第四放大器、第二滤波器，以及与所述第一滤波器和第二滤波器的输出端导通连接的集成电路；所述集成电路主要由极化交换器、第五放大器、第六放大器、第一混波器、第二混波器、振荡器、可程序频率合成器、第一中频放大器、第二中频放大器和频率基准输入端口组成；所述极化交换器的输入端与所述第一滤波器和第二滤波器的输出端导通连接，其两输出端分别设有依次导通连接的所述第五放大器、第一混波器、第一中频放大器和依次导通连接的第六放大器、第二混波器、第二中频放大器，并形成第一中频输出端口和第二中频输出端口；所述可程序频率合成器包含锁相回路，其输出端与所述振荡器的输入端导通连接，所述振荡器的输出端均与所述第一混波器和第二混波器导通连接。

进一步地，所述多功能降频器是双极化单输出降频器，还包括有功合器，所述功合器的输入端与所述第一中频输出端口和第二中频输出端口导通连接。

进一步地，所述功合器是功分器。

进一步地，所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、第五放大器、第六放大器、第一中频放大器和第二中频放大器均为互补金属氧化物半导体三极管放大器；所述第一滤波器和第二滤波器是带通滤波器。

进一步地，所述可程序频率合成器是一个程序可调的数位乘法器。

进一步地，所述水平极化天线的长度为C/S波段中一定频率的四分之一波长，其放置位置距离所述多功能降频器上的微波波导管管壁为C/S波段中一定频率的四分之一波长；所述垂直极化天线的长度为C/S波段中一定频率的四分之一波长，且其放置位置距离所述多功能降频器的上反射棒为C/S波段中一定频率的四分之一波长。

进一步地，所述反射棒距离微波波导管管壁为C/S波段中一定频率的四分之一波长。

进一步地，所述水平极化天线的长度及其放置位置距离所述微波波导管管壁、所述垂直极化天线的长度及其放置位置距离所述反射棒、所述反射棒距离微波波导管管壁均为C波段1.857cm～2.2cm 波长的四分之一或S波段2.78cm～3.26cm 波长的四分之一。

本发明的有益效果：

本发明通过上述技术方案，用户可根据实际使用需要交换极化交换器的两输出端与第五放大器和第六放大器的输入端连接位置，实现本发明降频器输入波段与输出型态的变化，使用灵活、方便，输出频率稳定、噪音更低，而且采用了一体化的集成电路，线路结构得到极大的简化，生产难度和产品不良率也随之得到明显降低；并且采用包含锁相回路可程序频率合成器，形成的振荡频率不易飘移，电视机接收的信号更稳定，电视画面更清晰、更稳定，且于生产时可以针对更多面向的客户需求，通过改写可程序化频率合成器的振荡和调整电压即可完成C/S波段切换以及本振频率调整，更可在双输出模式下同时让两个使用者同时可选择水平极化输出或垂直极化输出，使用操作十分方便。

另外，本多功能降频器还包括有功合器，构成双极化单输出降频器，实现了单一中频信号输出端口上支得双极化信号，进一步简化了本发明多功能降频器与电视之间的接线线路，使用和维护更轻松、更方便、更快捷。

【附图说明】

图1是本发明所述双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器实施例一双极化双输出状态的结构原理示意框图；

图2是本发明所述双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器实施例一单极化独立输出状态的结构原理示意框图；

图3是本发明所述双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器实施例二的结构原理示意框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

如图1和图2中所示，本发明实施例提供了一种双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器，包括有依次导通连接的水平极化天线1、第一放大器2、第二放大器3、第一滤波器4，和依次导通连接的垂直极化天线5、第三放大器6、第四放大器7、第二滤波器8，以及与第一滤波器4和第二滤波器8的输出端导通连接的集成电路9。所述集成电路9主要由极化交换器91、第五放大器92、第六放大器93、第一混波器94、第二混波器95、振荡器96、可程序频率合成器97、第一中频放大器98、第二中频放大器99和频率基准输入端口90组成；所述极化交换器91的输入端与第一滤波器4和第二滤波器8的输出端导通连接，其两输出端分别设有依次导通连接的第五放大器92、第一混波器94、第一中频放大器98和依次导通连接的第六放大器93、第二混波器95、第二中频放大器99，并形成第一中频输出端口981和第二中频输出端口991；所述可程序频率合成器97包含锁相回路，其输出端与振荡器96的输入端导通连接，所述振荡器96的输出端均与第一混波器94和第二混波器95导通连接；而且第一放大器2、第二放大器3、第三放大器6、第四放大器7、第五放大器92、第六放大器93、第一中频放大器98和第二中频放大器99均为互补金属氧化物半导体三极管放大器（即微波场效电晶体）；所述第一滤波器4和第二滤波器8是带通滤波器；所述水平极化天线1的长度为C/S波段中一定频率（3.4GHz～4.2GHz/2.3GHz～2.7GHz）的四分之一波长（即1.857cm～2.2cm/2.78cm～3.26cm），其放置位置距离所述多功能降频器上的微波波导管（图中未表示出来）管壁为C/S波段中一定频率（3.4GHz～4.2GHz/2.3GHz～2.7GHz）的四分之一波长，所述垂直极化天线5的长度为C/S波段中一定频率的四分之一波长（即1.857cm～2.2cm/2.78cm～3.26cm），且其放置位置距离所述多功能降频器的上反射棒（图中未表示出来）为C/S波段中一定频率（3.4GHz～4.2GHz/2.3GHz～2.7GHz）的四分之一波长（即1.857cm～2.2cm/2.78cm～3.26cm），所述反射棒距离微波波导管管壁为C/S波段中一定频率（3.4GHz～4.2GHz/2.3GHz～2.7GHz）的四分之一波长（即1.857cm～2.2cm/2.78cm～3.26cm），以达到信号强度最强的效果。

本发明所述双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器的工作原理为：首先，水平极化天线1和垂直极化天线5接收微波信号（水平信号和垂直信号）后，分别传送给第一放大器2和第三放大器6进行放大处理，并分别传送至第二放大器3和第四放大器7；然后，第二放大器3和第四放大器7将经放大处理的微波信号进行再次放大后传送至第一滤波器4和第二滤波器8，第一滤波器4和第二滤波器8分别对输入的水平信号、垂直信号中的频带外噪声进行滤除、降噪，输出至极化交换器91；接着，极化交换器91的两输出端可根据实际使用需要分别与第五放大器92和第六放大器93的输入端交换连接，即五放大器92和第六放大器93可以对极化交换器71输出端的水平信号与垂直信号提供放大加强效果，并分别输出至第一混波器94和第二混波器95，同时振荡器96产生本地振荡信号传输到第一混波器94和第二混波器95；最后，第一混波器94和第二混波器95将本地振荡信号与水平信号、垂直信号进行混合、降为中频信号后传送至第一中频放大器98和第二中频放大器99进行放大，并从第一中频输出端口981和第二中频输出端口991输出。

这样，用户可根据实际使用需要交换极化交换器91的两输出端与第五放大器92和第六放大器93的输入端连接位置，实现本发明降频器输入波段与输出型态的变化（双极化双输出和单极化独立输出），使用灵活、方便，输出频率稳定、噪音更低，而且采用了一体化的集成电路9代替传统的分离式设计的低噪声放大器、C/S波段空腔震荡器、C/S波段混波器和中频放大器，线路结构得到极大的简化，生产难度和产品不良率也随之得到明显降低；并且采用包含锁相回路可程序频率合成器97，形成的振荡频率不易飘移，电视机接收的信号更稳定，电视画面更清晰、更稳定，且于生产时可以针对更多面向的客户需求，通过改写可程序化频率合成器97的振荡和调整电压即可完成C/S波段切换以及本振频率调整，更可在双输出模式下同时让两个使用者同时可选择水平极化输出或垂直极化输出，使用操作十分方便。

实施例二：

如图3中所示，发明实施例二提供了一种双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器，其结构与实施例一基本相同，包括有依次导通连接的水平极化天线1、第一放大器2、第二放大器3、第一滤波器4，和依次导通连接的垂直极化天线5、第三放大器6、第四放大器7、第二滤波器8，以及与第一滤波器4和第二滤波器8的输出端导通连接的集成电路9；所述集成电路9主要由极化交换器91、第五放大器92、第六放大器93、第一混波器94、第二混波器95、振荡器96、可程序频率合成器97、第一中频放大器98、第二中频放大器99和频率基准输入端口90组成。其区别仅在于：所述多功能降频器是双极化单输出降频器，还包括有功合器10，所述功合器10是功分器，其的输入端与所述第一中频输出端口981和第二中频输出端口991导通连接。这样，通过该功合器10即可实现单一中频信号输出端口上支得双极化信号（水平信号和垂直信号），进一步简化了本发明多功能降频器与电视之间的接线线路，使用和维护更轻松、更方便、更快捷。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器，包括有依次导通连接的水平极化天线(1)、第一放大器(2)、第二放大器(3)、第一滤波器(4)，和依次导通连接的垂直极化天线(5)、第三放大器(6)、第四放大器(7)、第二滤波器(8)，以及与所述第一滤波器(4)和第二滤波器(8)的输出端导通连接的集成电路(9)；其特征在于：所述集成电路(9)主要由极化交换器(91)、第五放大器(92)、第六放大器(93)、第一混波器(94)、第二混波器(95)、振荡器(96)、可程序频率合成器(97)、第一中频放大器(98)、第二中频放大器(99)和频率基准输入端口(90)组成；所述极化交换器(91)的输入端与所述第一滤波器(4)和第二滤波器(8)的输出端导通连接，其两输出端分别设有依次导通连接的所述第五放大器(92)、第一混波器(94)、第一中频放大器(98)和依次导通连接的第六放大器(93)、第二混波器(95)、第二中频放大器(99)，并形成第一中频输出端口(981)和第二中频输出端口(991)；所述可程序频率合成器(97)包含锁相回路，其输出端与所述振荡器(96)的输入端导通连接，所述振荡器(96)的输出端均与所述第一混波器(94)和第二混波器(95)导通连接；

其中，所述多功能降频器是双极化单输出降频器，还包括有功合器(10)，所述功合器(10)是功分器，其输入端与所述第一中频输出端口(981)和第二中频输出端口(991)导通连接；

所述第一放大器(2)、第二放大器(3)、第三放大器(6)、第四放大器(7)、第五放大器(92)、第六放大器(93)、第一中频放大器(98)和第二中频放大器(99)均为互补金属氧化物半导体三极管放大器；所述第一滤波器(4)和第二滤波器(8)是带通滤波器；

所述水平极化天线(1)的长度为C/S波段中一定频率的四分之一波长，其放置位置距离所述多功能降频器上的微波波导管管壁为C/S波段中一定频率的四分之一波长；所述垂直极化天线(5)的长度为C/S波段中一定频率的四分之一波长，且其放置位置距离所述多功能降频器的上反射棒为C/S波段中一定频率的四分之一波长。

2.根据权利要求1所述的双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器，其特征在于：所述可程序频率合成器(97)是一个程序可调的数位乘法器。

3.根据权利要求1所述的双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器，其特征在于：所述反射棒距离微波波导管管壁为C/S波段中一定频率的四分之一波长。

4.根据权利要求3所述的双极化集成电路结构的PLL-CS波段多功能降频器，其特征在于：所述水平极化天线(1)的长度及其放置位置距离所述微波波导管管壁、所述垂直极化天线(2)的长度及其放置位置距离所述反射棒、所述反射棒距离微波波导管管壁均为C波段1.857cm～2.2cm波长的四分之一或S波段2.78cm～3.26cm波长的四分之一。