CN105591664A - 射频发送方法、射频接收方法及射频终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Ka频段射频发射方法，包括：利用第一本振信号对第一处理信号进行混频；对经混频后的第一处理信号进行第二处理，得到第二处理信号；利用所述第一本振信号的倍频信号对所述第二处理信号进行混频；对进行混频后的第二处理信号进行第三处理后以Ka频段信号形式输出。同时本发明还公开了一种Ka频段射频接收方法，包括：对接收信号进行两级低噪声放大处理；利用本振信号的二次谐波与经低噪声放大的所述接收信号进行混频，获得中频信号；对所述中频信号进行带通滤波后输出。

Description

射频发送方法、射频接收方法及射频终端

技术领域

本发明涉及射频收发技术领域，特别涉及一种射频发送方法，射频接收方法及射频终端。

背景技术

Ka频段射频终端技术是新一代通信卫星的关键技术，也是我国需要突破的关键技术之一，由于Ka频段通信具有更高的带宽和容量、抗干扰能力强、用户终端的天线尺寸更小，便于终端的小型化和便携化等优势，目前国际上大容量通信卫星的发展趋势是使用Ka频段卫星通信。但是，目前国内Ka频段射频终端存在增益不够大，动态范围小，体积大等不足，因此，研制高性能的Ka频段射频终端对我国的新型通信卫星的研发及应用具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，为克服上述至少一个缺点，并提供下述至少一种优点。

本发明一方面公开了一种Ka频段射频发射方法，降低了Ka频段射频信号发射的复杂度，实现了对干扰的抑制。

本发明另一面公开了一种Ka频段射频接收方法，可减少对Ka频段射频信号接收的器件个数，降低接收通道的体积。

本发明还一面公开了一种Ka频段射频终端，将Ka频段发射通道和Ka频段接收通道集成为一体，减小了终端的体积，且满足了系统的性能要求。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明公开的Ka频段射频发射方法，包括：

利用第一本振信号对第一处理信号进行混频；

对经混频后的第一处理信号进行第二处理，得到第二处理信号；

利用所述第一本振信号的倍频信号对所述第二处理信号进行混频；

对进行混频后的第二处理信号进行第三处理后以Ka频段信号形式输出。

进一步的，所述第一本振信号与所述倍频信号的频率关系为：倍频信号的频率＝2*第一本振信号的频率。

进一步的，所述第一本振信号的频率为2.275-2.35GHz。

另一方面，本发明公开的Ka频段射频接收方法，包括：

对接收信号进行两级低噪声放大处理；

利用本振信号的二次谐波与经低噪声放大的所述接收信号进行混频，获得中频信号；

对所述中频信号进行带通滤波后输出。

进一步的，所述本振信号的基波频率为8.675/10.575GHz。

进一步的，还包括，对经带通滤波后的信号经可变增益放大器处理后输出，所述可变增益放大器的输出频率范围为950MHz-1950MHz。

还一方面，本发明公开的Ka频段射频终端，包括：射频发射通道和射频接收通道，

所述射频发射通道包括第一处理模块，用于对输入信号进行处理后生成第一处理信号；第一混频模块，用于根据第一本振信号对所述第一处理信号进行混频；第二处理模块，用于对经混频后的第一处理信号进行第二处理，得到第二处理信号；第二混频模块，用于根据所述第一本振信号的倍频信号对所述第二处理信号进行混频；第三处理模块，用于对经混频后的第二处理信号进行第三处理后以Ka频段信号形式输出；

所述射频接收模块包括低噪声放大处理模块，用于对接收信号进行两级低噪声放大处理；接收通道混频模块，用于利用本振信号的二次谐波对经低噪声放大的所述接收信号进行混频，获得中频信号；滤波模块，用于对所述中频信号进行带通滤波后输出；可变增益放大器,用于对经所述滤波模块的输出信号进行处理后输出。

进一步的，所述第一本振信号与所述倍频信号的频率关系为：倍频信号的频率＝2*第一本振信号的频率。

进一步的，所述第一本振信号的频率为2.275-2.35GHz。

进一步的，所述本振信号的基波频率为8.675/10.575GHz。

通过采用上述技术方案，本发明的所达到的有益效果为：

采用本发明可将Ka频段的发射、接收通道集成到同一安装本体中，发射通道采用两级变频方案，镜像频率较远，对滤波器的要求不苛刻，能够采用片上可集成的滤波器，便于模块小型化集成。采用该方案的终端便于各个模块采用MMIC(单片微波集成电路)，实现模块的小型化集成，在达到设计指标的同时，具有结构紧凑、体积小的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例Ka频段射频终端示意图。

图2为本发明实施例Ka频段射频发射方法流程图。

图3为本发明实施例Ka频段射频接收方法流程图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1为本发明实施例Ka频段射频终端示意图。

参考图1，在本发明实施例的Ka频段射频终端中，包括射频发射通道和射频接收通道。其中，射频发射通道用于对待发射的原始信号进行处理后，生成Ka频段的射频信号后进行发射。射频接收通道用于接收Ka频段的射频信号，并对该射频信号进行处理后，生成可输出的中频信号。

在本发明实施例中，射频发射通道包括第一处理模块、第一混频模块、第二处理模块、第二混频模块、第三处理模块。

更具体的，第一处理模块可包括滤波器和可变增益放大器，用于对待发射的原始信号先后进行滤波和可变增益放大后，完成第一处理。经第一处理模块产生的第一处理信号在第一混频模块处完成第一次混频处理，从而实现对第一处理信号的第一次上变频。进一步的，第二处理模块对经混频后的第一处理信号进行第二处理，该第二处理模块可包括放大器和滤波器，先后经放大器和滤波器处理后的产生第二处理信号。第二处理信号被第二处理模块输出至第二混频模块中，并在第二混频模块中完成第二次上变频。在第三处理模块处经第二次上变频的第二处理信号被经过包括倍频、功率放大处理后，完成在射频发射通道的处理从而输出，并被作为Ka频段的信号发射出去。

在本发明实施例中，射频接收通道包括低噪声放大处理模块、接收通道混频模块、滤波模块、可变增益放大器。

更具体的，对于接收到的Ka频段的射频信号，首先利用低噪声放大器对射频信号进行低噪声放大。经低噪声放大的射频信号在接收通道混频模块处完成下变频，从而生成中频信号。中频信号被输出至滤波模块，由滤波模块对该中频信号进行带通滤波，经滤波模块后的中频信号再经过可变增益放大器处理后，生成射频接收通道的输出信号输出。

图2为本发明实施例Ka频段射频发射方法流程图。

图3为本发明实施例Ka频段射频接收方法流程图。

参考图2、3对上述射频发射通道和射频接收通道的流程做进一步说明。

根据图2所描述，在步骤S201中，利用第一本振信号对第一处理信号进行混频。该混频在上述第一混频模块中完成，相应的为实现混频，第一本振信号需要由本振所产生。而第一处理信号则是经第一处理模块处理后的输出信号。

在步骤S202中，对经混频后的第一处理信号进行第二处理，得到第二处理信号。经混频后的第一处理信号完成了第一次上变频，对其进行的第二处理与在上述第二处理模块中完成的处理过程相同。

在步骤S203中，利用第一本振信号的倍频信号对第二处理信号进行混频。该步骤S203完成上述第二混频模块对第二处理信号的混频，其中，第一本振信号的倍频信号可看做对本振所产生的第一本振信号的倍数后所产生的频率信号，经过该次混频，相应的完成了上述第二混频模块中的第二次上变频。

在步骤S204中，对进行混频后的第二处理信号进行第三处理后以射频信号形式进行发射。相应的，第三处理采用上述第三处理模块进行，从而完成对射频发射信号的产生。

进一步的，作为本发明实施例的一种扩展，上述第一本振信号为经本振所产生的具有频率范围2.275-2.35GHz的频率信号。倍频信号是对该第一本振信号的整数倍后产生的，作为本发明实施例中的一种优选情况，该倍频信号为第一本振信号的2倍，从而倍频信号具有4.55-4.70GHz的频率范围。

通过该第一本振信号和倍频信号，并相应的在第一混频模块和第二混频模块中所完成的两次上变频。一方面使得两次变频处理的本振频率较低，对后级滤波器的该性能要求更容易实现,另一方面，两次变频降低了本振所产生的第一本振信号的频率，其实现和对本振泄露的抑制均比一次变频易于实现，两级变频方案，镜像频率较远，对滤波器的要求不苛刻，可选择的方案较多，能够采用片上可集成的滤波器，便于模块小型化集成。本振的选择应使两次变频产生的落入带内的交调分量阶数应尽量高，低阶的交调分量应易于通过滤波器滤除；采用倍频的方式就可实现两次变频所需的本振，大大简化了结构，降低了成本。

因此，在本发明实施例的一种情况下，若输入中频信号频率范围为0.20-0.45GHz，经可变增益放大器(VGA)将信号进行放大，并增益精度与宽带平坦度加以控制，经过滤波滤除带外干扰后进行第一次上变频处理得到频率范围为2.475-2.8GHz的信号，信号经过放大滤波后进行第二次上变频的得到频率范围为7.025-7.5GHz的信号，经过两次混频后产生多次交调分量，需要滤波器滤除带外杂波分量，可选择矩形系数较好，带外抑制高的腔体滤波器，抑制距射频通带较近的干扰信号。再经过两次倍频频率范围为28.1-30GHzKa频段的发射信号。功率放大单元分为增益放大电路、驱动放大电路和功率输出电路，通过功率放大单元的放大，将信号放大到合适的发射功率。

根据图3所描述，在步骤S301中，对接收信号进行两级低噪声放大处理。该两级低噪声放大的功能是放大接收到的微弱射频信号，两级低噪声放大采用低噪声放大器(LNA)完成。该LNA具有较高的增益和很好的噪声性能，其噪声系数和增益决定了整个接收系统的噪声系数。

在步骤S302中，利用本振信号的二次谐波与经低噪声放大的接收信号进行混频，获得中频信号。在本发明实施例中，当本振的基波频率为8.675/10.575GHz的情况下，则其二次谐波频率为17.35/21.15,频率范围为18.3-20.2GHz的接收信号经下变频后得到950-1950MHz的中频信号。

在步骤S303中，对中频信号进行带通滤波后输出。带通滤波器目的在于滤除中频信号带外的干扰，进一步的，经滤波后的中频信号再经过可变增益放大器(VGA)后输出频率范围为950MHz-1950MHz的中频信号。

在本发明实施例中，经过上述射频接收通道可将接收到的信号进行线性放大，然后由滤波单元抑制镜像频率、带外杂波，减少到达混频器的噪声，经过下变频、滤波、放大后得到所需的中频信号

以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如：计算机中的硬盘、光盘或软盘。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种Ka频段射频发射方法，其特征在于，包括：

利用第一本振信号对第一处理信号进行混频；

对经混频后的第一处理信号进行第二处理，得到第二处理信号；

利用所述第一本振信号的倍频信号对所述第二处理信号进行混频；

对进行混频后的第二处理信号进行第三处理后以Ka频段信号形式输出。

2.如权利要求1所述发射方法，其特征在于：所述第一本振信号与所述倍频信号的频率关系为：倍频信号的频率＝2*第一本振信号的频率。

3.如权利要求1或2所述发射方法，其特征在于：所述第一本振信号的频率为2.275-2.35GHz。

4.一种Ka频段射频接收方法，其特征在于，包括：

对接收信号进行两级低噪声放大处理；

利用本振信号的二次谐波与经低噪声放大的所述接收信号进行混频，获得中频信号；

对所述中频信号进行带通滤波后输出。

5.如权利要求4所述接收方法，其特征在于，所述本振信号的基波频率为8.675/10.575GHz。

6.如权利要求4或2所述接收方法，其特征在于，还包括，对经带通滤波后的信号经可变增益放大器处理后输出，所述可变增益放大器的输出频率范围为950MHz-1950MHz。

7.一种Ka频段射频终端，其特征在于，包括：射频发射通道和射频接收通道，

所述射频发射通道包括第一处理模块，用于对输入信号进行处理后生成第一处理信号；第一混频模块，用于根据第一本振信号对所述第一处理信号进行混频；第二处理模块，用于对经混频后的第一处理信号进行第二处理，得到第二处理信号；第二混频模块，用于根据所述第一本振信号的倍频信号对所述第二处理信号进行混频；第三处理模块，用于对经混频后的第二处理信号进行第三处理后以Ka频段信号形式输出；

所述射频接收模块包括低噪声放大处理模块，用于对接收信号进行两级低噪声放大处理；接收通道混频模块，用于利用本振信号的二次谐波对经低噪声放大的所述接收信号进行混频，获得中频信号；滤波模块，用于对所述中频信号进行带通滤波后输出；可变增益放大器,用于对经所述滤波模块的输出信号进行处理后输出。

8.如权利要求7所述终端，其特征在于：所述第一本振信号与所述倍频信号的频率关系为：倍频信号的频率＝2*第一本振信号的频率。

9.如权利要求7或8所述终端，其特征在于：所述第一本振信号的频率为2.275-2.35GHz。

10.如权利要求7所述终端，其特征在于：所述本振信号的基波频率为8.675/10.575GHz。