CN109412618A - 一种用于星载测控设备的下行通道电路 - Google Patents

一种用于星载测控设备的下行通道电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109412618A
CN109412618A CN201811578491.2A CN201811578491A CN109412618A CN 109412618 A CN109412618 A CN 109412618A CN 201811578491 A CN201811578491 A CN 201811578491A CN 109412618 A CN109412618 A CN 109412618A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
chip
radio
down going
frequency filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811578491.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109412618B (zh
Inventor
刘凯
裴晨
顾鹏
王宸星
张玲玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Yixin Aerospace Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Yixin Aerospace Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Yixin Aerospace Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Yixin Aerospace Technology Co Ltd
Priority to CN201811578491.2A priority Critical patent/CN109412618B/zh
Publication of CN109412618A publication Critical patent/CN109412618A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109412618B publication Critical patent/CN109412618B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18515Transmission equipment in satellites or space-based relays
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18519Operations control, administration or maintenance
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0416Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0491Circuits with frequency synthesizers, frequency converters or modulators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于星载测控设备的下行通道电路。该下行通道电路包括第一混频器、中频滤波器、第二混频器,以及在第二混频器之后还设置有射频滤波器和射频放大器,第一混频器和第二混频器由同一本振电路分别产生的第一本振信号和第二本振信号进行混频。该通道电路的通道增益可以通过设置匹配衰减器和多级增益放大器进行调节,并且该下行通道电路选取的芯片体积小、功耗低,印制板电路包括三个联通的腔体,芯片在其中布设紧凑,节省空间,具有小型化和电磁兼容好的优势。

Description

一种用于星载测控设备的下行通道电路
技术领域
本发明涉及卫星测控领域,尤其涉及一种用于星载测控设备的下行通道电路。
背景技术
星载测控设备是指装载在卫星上用于完成星地测控、测距、测速等功能的设备,对于卫星在轨飞行有重要作用。设备中通常由天线、通道电路、基带电路、计算机、电源等组成。
由于受卫星载荷重量、空间、能耗等因素影响,希望星载测控设备的体积、重量、功耗等指标要满足小型化、轻型化和低功耗的设计要求,并且工作稳定可靠。对于通道电路而言,还要满足在通道带宽、通道增益等方面满足设计需求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于星载测控设备的下行通道电路,解决现有技术中星载测控设备的下行通道电路在小型化、轻型化、低功耗等方面的问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是提供一种用于星载测控设备的下行通道电路,包括第一混频器和第二混频器,以及在所述第一混频器和第二混频器之间设置有中频滤波器,所述第二混频器之后还设置有射频滤波器和射频放大器;由数字基带电路产生输出的低频基带信号经过所述第一混频器进行第一次上变频得到中频信号,再由所述中频滤波器对所述中频信号滤波,经过所述第二混频器进行第二次上变频得到射频信号,然后再由所述射频滤波器滤波和射频放大器放大后输出所述射频信号。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,所述第一混频器和第二混频器由同一本振电路分别产生的第一本振信号和第二本振信号进行混频。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,所述射频滤波器包括第一级射频滤波器、第二级射频滤波器和第三级射频滤波器,所述射频放大器包括第一级射频增益放大器、第二级射频增益放大器和射频功率放大器;所述第二混频器输出依次级联所述第一级射频滤波器、第一射级频增益放大器、第二级射频滤波器、第二级射频增益放大器、射频功率放大器和第三级射频滤波器。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,所述第二级射频滤波器与所述第二级射频增益放大器之间还设置有温补衰减器。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,在所述第一混频器与中频滤波器之间,以及在所述中频滤波器与所述第二混频器之间设置有用于调节通道增益的匹配衰减器。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,在所述第二混频器与所述第一级射频滤波器之间,在所述第一级射频增益放大器与所述第二级射频滤波器之间,以及在所述第二级射频滤波器与所述第二级射频增益放大器之间设置有用于调节通道增益的匹配衰减器。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,所述第一混频器包括芯片ADE-1L+,所述第二混频器包括芯片MAX2671,所述中频滤波器包括芯片SF1620,所述第一级射频滤波器包括芯片TA0700A,所述第一级射频增益放大器包括芯片ECG001F-G,所述第二级射频滤波器包括芯片CMF43C2206C03A,所述第三级射频滤波器包括芯片CMF43C2206C03A,所述第二级射频增益放大器包括芯片ERA-3SM+,所述射频功率放大器包括芯片QPA9801SR。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,所述下行通道电路布设呈倒“L”型的三个联通的腔体中,在第一腔体中设置有所述芯片ADE-1L+、所述芯片MAX2671和所述芯片SF1620,在第二腔体中设置有所述芯片TA0700A、芯片ECG001F-G、芯片CMF43C2206C03A、芯片STCA0605N9,在第三腔体中设置有所述芯片ERA-3SM+、芯片QPA9801SR和芯片CMF43C2206C03A。
在本发明用于星载测控设备的下行通道电路另一实施例中,所述下行通道本振电路包括芯片SI4136,由时钟发生器输出的第一路时钟信号输入到所述芯片SI4136的XIN端,所述芯片SI4136的IFOUT端输出第一本振信号,所述芯片SI4136的RFOUT端输出第二本振信号。
本发明的有益效果是:本发明公开了用于星载测控设备的下行通道电路。该下行通道电路包括第一混频器、中频滤波器、第二混频器,以及在第二混频器之后还设置有射频滤波器和射频放大器,第一混频器和第二混频器由同一本振电路分别产生的第一本振信号和第二本振信号进行混频。该通道电路的通道增益可以通过设置匹配衰减器和多级增益放大器进行调节,并且该下行通道电路选取的芯片体积小、功耗低,印制板电路包括三个联通的腔体,芯片在其中布设紧凑,节省空间,具有小型化和电磁兼容好的优势。
附图说明
图1是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例的组成框图;
图2是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的第一混频器和中频滤波器电路图;
图3是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的时钟电路原理图;
图4是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的下行通道本振电路图;
图5是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的第二混频器电路图;
图6是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的第一级射频滤波器和第一级射频增益放大器电路图;
图7是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的第二级射频滤波器和温补衰减器电路图;
图8是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的第二级射频增益放大器、射频功率放大器和第三级射频滤波器电路图;
图9是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的通道组成框图;
图10是根据本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例中的电路印制板布设图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是,除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1显示了本发明用于星载测控设备的下行通道电路一实施例的流程图。在图1中,包括第一混频器11和第二混频器12,以及在所述第一混频器11和第二混频器12之间设置有中频滤波器13,所述第二混频器12之后还设置有射频滤波器14和射频放大器15;由数字基带电路10产生输出的低频基带信号经过所述第一混频器11进行第一次上变频得到中频信号,再由所述中频滤波器13对所述中频信号滤波,经过所述第二混频器12进行第二次上变频得到射频信号,然后再由所述射频滤波器14进行滤波和射频放大器15进行放大后输出所述射频信号。
优选的,所述第一混频器11和第二混频器12由同一本振电路16分别产生的第一本振信号和第二本振信号进行混频。
优选的,如图2所示,所述第一混频器11包括芯片ADE-1L+,来自数字基带电路10的低频基带信号IF_IN通过电容C79接入该芯片ADE-1L+的IF端,来自本振电路16的第一本振信号ULO_IF通过电容C15接入该芯片ADE-1L+的LO端,低频基带信号IF_IN和第一本振信号ULO_IF经过该芯片ADE-1L+混频以后由该芯片的RF端输出中频信号。该芯片ADE-1L+的RF端和LO端的工作频率2MHz~500MHz,IF端的工作频率为0MHz~500MHz,变频损耗小于6dB,输入1dB压缩点功率0dBm。该芯片的长×宽为7.87mm×6.91mm,占有面积小。
优选的,为了实现对变频频率的整数倍处理,提高整个下行通道变频的通用性,这里的低频基带信号的中心频率为2F0,第一本振信号频率为13F0,这样经过第一混频器后得到的中频信号的频率为15F0,其中F0的实际频率值可以根据需要而设置。
进一步的,所述中频滤波器13包括芯片SF1620,该芯片为声表滤波器,由芯片ADE-1L+的RF端输出的中频信号经过电容C24、C29和电感L5组成的匹配滤波网络接入到芯片SF1620的输入I端,经过该芯片SF1620滤波以后由其输出O端输出,该输出O端电连接电容C70和电感L7。该芯片的长×宽为7mm×5mm,占有面积小。该滤波器中心频率为140MHz,带宽15MHz,带内插损为8dB。优选的,通过该中频滤波器可以将第一混频器输出的中频信号以中心频率15F0为中心进行滤波,滤除中频信号的带外频率。
优选的,图3显示了时钟电路产生的频率关系说明图。可以看出由晶振信号源610输出的10MHz振荡信号经过时钟发生器612后一路产生80MHz的方波信号给数字基带电路,另外就是产生频率相同的两路时钟信号,频率为4F0,分别输出给上行通道本振电路613和下行通道本振电路614,上行通道本振电路613经过其中的锁相环路又分别产生射频本振信号133F0和中频本振信号87F0,下行通道本振电路614经过其中的锁相环路又分别产生第一本振信号13F0和第二本振信号225F0。从中可以看出,该时钟电路都是基于同一个晶振信号源610经过多次倍频而产生不同频率的本振信号,并且这些本振信号以同一个基频F0为参考,并且产生的频率是是该基频的整数倍。
优选的,图4显示了下行通道本振电路实施例的电路图。该通道本振电路包括芯片SI4136。由该芯片构成锁相环本振电路,射频输出频率范围为2.3GHz-2.5GHz或者2.05GHz-2.3GHz,中频输出频率范围为52.5MHz-1000MHz,输出功率范围为-7dBm-0dBm,参考频率最高到26MHz,工作电压为2.7-3.6V,工作电流25mA。
由时钟发生器输出的第一路时钟信号REF_U经过耦合电容C50输入到该芯片的XIN端,该芯片产生的第二本振信号ULO_RF,即由RFOUT端经电阻R21输出,该芯片产生的第一本振信号由IFOUT端输出,该第一本振信号经过电容C60电连接滤波放大电路,该滤波放大电路主要包括滤波器芯片LFCN-120+,该芯片的输出端3与一衰减匹配电路电连接,该衰减匹配电路包括电阻R33,电阻R33一端连接电阻R44后接地,电阻R33的另一端连接电阻R47后接地,电阻R33的另一端与电容C113电连接,电容C113的另一端接入放大器芯片ECG001F-G的输入端IN,该芯片的输出端OUT连接电容C112后输出第一本振信号ULO_IF。另外,芯片ECG001F-G的输出端OUT还连接电感L35,电感L35的另一端连接电容C127后接地,电容C127并联一个电容C126,电容C126一端连接电阻R24,电容C126的另一端接地;电阻R24的另一端连接+5V电压。
另外,也可以看出该芯片SI4136的SDATA端和SCLK端是用于输入频率控制字,可以分别对RFOUT端和IFOUT端输出的频率进行设置。
进一步的,如图5所示,图1中第二混频器12包括芯片MAX2671。由芯片SF1620滤波后的中频信号经电容C70、电感L7和电容C74耦合输入到芯片MAX2671的IFIN端,来自图1中本振电路16的第二本振信号ULO_RF通过电容C17接入该芯片MAX2671的LO端,中频信号与第二本振信号经过该芯片MAX2671混频以后由该芯片的RFOUT端输出射频信号。还可以看出,该芯片MAX2671的电源端VCC通过由电容C54、C18、C19和电感L3组成的电源滤波网络接入+5V直流电源。电源滤波网有利于滤除电源带来的电源波动干扰,以及串扰的其他干扰信号,提高通道电路的电磁兼容性,该芯片MAX2671的/SHDN端通过分压电阻R4(100欧姆)电连接电感L3,能够在该/SHDN端获得3V分压,并且该/SHDN端还通过电容C16接地。该芯片MAX2671的RFOUT端和LO端的工作频率400MHz~2500MHz,IFIN端的工作频率40MHz~500MHz,变频增益6dB,输出1dB压缩点功率-6dBm,+5V供电,电流12mA。优选的,这里中频信号的频率为15F0,第二本振信号的频率为225F0,得到的射频信号的频率为240F0。
进一步的,RFOUT端电连接有电感L8,以及电感L8的另一端电连接电感L12,电感L12的另一端与芯片MAX2671的电源端VCC电连接,由此可以向RFOUT端输出的射频信号提供直流偏置电压。电感L12的另一端还与电容C80、C81和C104组成的匹配网络电连接,其中电容C80、C81串联,电容C104的一端接入到电容C80、C81的连接处,另一端则接地。
优选的,如图6所示,射频信号经过电容C81后进一步输入到声表滤波芯片TA0700A的输入I端,该芯片对应是图1中的射频滤波器14,属于第一级射频滤波器。该芯片体积小、滤波抑制度较高,经过该芯片的滤波以后,从其输出O端输出。可以看出该芯片只有6个引脚,属于无源器件,有4dB的信号衰减量。该滤波器用于进一步对射频信号进行滤波,该滤波器芯片的中心频率为240F0。
芯片TA0700A的输出O端进一步通过电容C77接入到芯片ECG001F-G的输入IN端,该芯片该芯片对应是图1中的射频放大器15,属于对射频信号的第一级射频增益放大器,工作频段为DC~6GHz,增益20dB@2GHz,噪声系数3.4dB,输出1dB压缩点功率+12.5dBm。+3.4V供电,电流30mA。因此对输入的信号进行20dB的增益放大,芯片ECG001F-G的输出OUT端电连接电容C31,同时,该输出OUT端也通过由电感L4、C105、C106组成的电源滤波网络,电源滤波网有利于滤除电源带来的电源波动干扰,以及串扰的其他干扰信号,提高通道电路的电磁兼容性,以及分压电阻R15而接入直流+5V电压,而在该输出OUT端的直流电压为3.4V。
进一步的,如图7所示,射频信号由芯片ECG001F-G进行增益放大以后经过芯片CMF43C2206C03A进行介质滤波,该芯片CMF43C2206C03A属于第二级射频滤波。经过耦合电容C116输入到温补衰减芯片STCA0605N9,通过该芯片可以适应温度变化而控制射频信号随温度变化时保持稳定的功率。
然后,如图8所示,温补衰减芯片STCA0605N9的输出端通过电容C72与芯片ERA-3SM+的输入I端电连接,该芯片ERA-3SM+属于对射频信号的第二级射频增益放大器,工作频段为DC~3GHz,增益22dB,输出1dB压缩点功率12.5dBm,功耗35mA@3.2V,并且具有体积小的特点。在该芯片的输出端还通过由电感L24、电容C96、C99组成的电源滤波网络进行电源滤波,电源滤波网有利于滤除电源带来的电源波动干扰,以及串扰的其他干扰信号,提高通道电路的电磁兼容性,而电阻16为分压偏置电阻,对输入的+5V直流电压通过分压而在该芯片的输出端得到3.0V-3.8V的直流电压。
进一步的,图8中还包括芯片QPA9801SR,该芯片主要用作功率放大器,该芯片工作频段为1805MHz-2400MHz,增益为20dB,增益1dB压缩点输出功率为26dBm,5V供电,工作电流为300mA。因此能够进一步对射频信号提供20dB射频功率放大,属于对射频信号的射频功率放大器。然后再由芯片CMF43C2206C03A进行介质滤波而输出,这里的芯片CMF43C2206C03A相当于对射频信号的第三级射频滤波。
对于整个下行通道电路而言还需要考虑通道增益要能够满足对信号电平的要求,同时还要兼顾增益放大会对元器件的非线性影响,因此,在整个下行通道电路中还重点对射频部分进行了多级滤波和多级放大,并且还设置了用于调整整个通道增益的衰减网络。优选的,在图1所示实施例的基础上,如图9所示,输入的低频基带信号的频率为2F0,信号的功率电平为-5dBm,经过第一级混频芯片ADE-1L+后有-6dB的功率衰减,这里用于调控的匹配衰减器S1和S2可以根据需要来进行设置,由图2和图5可知中频滤波芯片SF1620输入和输出两侧的这两个匹配衰减器S1和S2并没有设置衰减量,而是直接通过电容和电感耦合的方式进行前后级联的匹配,在实际应用中可以根据通道衰减需要,将电容C24、C29和电感L5用电阻来替换,以及将电容C70、电感L7和电容C74用电阻来替换,由此将匹配网络改为匹配衰减网络,用于调节通道的增益,并且这种替换只需更换将电容、电感用电阻替换,这些电容、电感和电阻采用相同的贴片封装结构,不会对PCB电路板有结构上的特殊需要,同时增强了调整通道增益的灵活性。中频滤波芯片SF1620带来了-8dB的衰减量。再经过第二混频器芯片MAX2671则有8dB的正向增益,因此从芯片MAX2671的RFOUT端输出的射频信号功率电平为-5-6-8+8=-11dBm。
进一步的,在混频器芯片MAX2671与声表滤波器芯片TA0700A之间是由电感L12、电容C80、C81和C104组成的匹配衰减网络电连接,对应图9中的匹配衰减器S3,这里也可以用电阻进行替换电容和电感网络。进一步的,声表滤波芯片TA0700A对应第一级射频滤波器141,带来的衰减量是-4dB,之后的增益放大器芯片ECG001F-G对应的是第一级射频放大器151,有20dB的增益。下一级的匹配衰减器S4对应在图7中的芯片CMF43C2206C03A之前没有设置,仅是通过电容C31将芯片ECG001F-G与芯片CMF43C2206C03A互连,而在实际应用中此处则可以设置一个匹配衰减器,用于满足通道增益调节的需要。介质滤波器芯片CMF43C2206C03A对应第二级射频滤波器142,带来-4dB的衰减损耗,温补衰减芯片STCA0605N9对应匹配衰减器S5,具有-4dB的衰减损耗,然后进一步是由芯片ERA-3SM+对应第二级增益放大器152,提供16dB的增益,芯片QPA9801SR对应射频功率放大器153,提供20dB的增益,以及最后由介质滤波器芯片CMF43C2206C03A对应第三级射频滤波器143。由以上各芯片的增益或衰减值,在混频输出后得到的射频信号功率电平为-11dBm,可以最终确定通道的输出的射频信号的功率电平为:-11-4+20-4-4+16+20-4=29dBm。基于上述说明,可以对通道内的匹配衰减器S1、S2、S3和S4通过设置电阻的方式设置衰减值,来更改通道的信号功率的增益值。
图10显示了该下行通道电路的印制电路板的布设图,可以看出这些电路组成主要布设在倒L型通道内,该布设图显示有U11对应芯片ADE-1L+,U16对应芯片SF1620,U15对应的芯片MAX2671,U42对应芯片TA0700A,U17对应芯片ECG001F-G,U41对应的芯片CMF43C2206C03A,U43对应芯片STCA0605N9,U22对应芯片ERA-3SM+,U46对应芯片QPA9801SR,U47对应芯片CMF43C2206C03A。这些芯片也与图2至图8中的芯片相对应,而该结构显示出整个通道电路具有小型化的特点,是按照上述下行通道电路组成的级联关系进行布设,为了在有限的空间内布设这些芯片,采用了腔体划分的结构,可以看出其中的U11、U16和U15在第一腔体Q1中,主要完成两次混频,U17、U41、U42和U43在第二腔体Q2中,主要完成射频的增益放大,U22、U46和U47在第三腔体Q3中,主要完成射频的功率放大,这三个腔体既有一定的独立性,同时也进行通道级联,同时还满足在有限空间内合理的布局,长边有104mm,宽边为62mm,重量小于260g,满足了小型化的需求。
另外,从功耗估算来看,主要的芯片有:混频器芯片MAX2671是3.3V供电,电流11mA,单片功耗36.3mW;芯片ECG001F-G是3.3V供电,电流30mA,单片功耗99mW,使用两片,耗电198mW;芯片QPA9801SR是5V供电,电流200mA,单片功耗1000mW;芯片ERA-3SM+是3.3V供电,电流35mA,单片功耗115.5mW;下行PLL芯片SI4136是3.3V供电,电流20mA,单片功耗66mW。下行通道的整体功耗估算为1478.5mW,即1.4785W,显示具有明显的低功耗特点。
由此可见,本发明公开了用于星载测控设备的下行通道电路。该下行通道电路包括第一混频器、中频滤波器、第二混频器,以及在第二混频器之后还设置有射频滤波器和射频放大器,第一混频器和第二混频器由同一本振电路分别产生的第一本振信号和第二本振信号进行混频。该通道电路的通道增益可以通过设置匹配衰减器和多级增益放大器进行调节,并且该下行通道电路选取的芯片体积小、功耗低,印制板电路包括三个联通的腔体,芯片在其中布设紧凑,节省空间,具有小型化和电磁兼容好的优势。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,包括第一混频器和第二混频器,以及在所述第一混频器和第二混频器之间设置有中频滤波器,所述第二混频器之后还设置有射频滤波器和射频放大器;由数字基带电路产生输出的低频基带信号经过所述第一混频器进行第一次上变频得到中频信号,再由所述中频滤波器对所述中频信号滤波,经过所述第二混频器进行第二次上变频得到射频信号,然后再由所述射频滤波器滤波和射频放大器放大后输出所述射频信号。
2.根据权利要求1所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,所述第一混频器和第二混频器由下行通道本振电路分别产生的第一本振信号和第二本振信号进行混频。
3.根据权利要求2所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,所述射频滤波器包括第一级射频滤波器、第二级射频滤波器和第三级射频滤波器,所述射频放大器包括第一级射频增益放大器、第二级射频增益放大器和射频功率放大器;所述第二混频器输出依次级联所述第一级射频滤波器、第一射级频增益放大器、第二级射频滤波器、第二级射频增益放大器、射频功率放大器和第三级射频滤波器。
4.根据权利要求3所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,所述第二级射频滤波器与所述第二级射频增益放大器之间还设置有温补衰减器。
5.根据权利要求3所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,在所述第一混频器与中频滤波器之间,以及在所述中频滤波器与所述第二混频器之间设置有用于调节通道增益的匹配衰减器。
6.根据权利要求3所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,在所述第二混频器与所述第一级射频滤波器之间,在所述第一级射频增益放大器与所述第二级射频滤波器之间,以及在所述第二级射频滤波器与所述第二级射频增益放大器之间设置有用于调节通道增益的匹配衰减器。
7.根据权利要求3所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,所述第一混频器包括芯片ADE-1L+,所述第二混频器包括芯片MAX2671,所述中频滤波器包括芯片SF1620,所述第一级射频滤波器包括芯片TA0700A,所述第一级射频增益放大器包括芯片ECG001F-G,所述第二级射频滤波器包括芯片CMF43C2206C03A,所述第三级射频滤波器包括芯片CMF43C2206C03A,所述第二级射频增益放大器包括芯片ERA-3SM+,所述射频功率放大器包括芯片QPA9801SR。
8.根据权利要求7所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,所述下行通道电路布设呈倒“L”型的三个联通的腔体中,在第一腔体中设置有所述芯片ADE-1L+、所述芯片MAX2671和所述芯片SF1620,在第二腔体中设置有所述芯片TA0700A、芯片ECG001F-G、芯片CMF43C2206C03A、芯片STCA0605N9,在第三腔体中设置有所述芯片ERA-3SM+、芯片QPA9801SR和芯片CMF43C2206C03A。
9.根据权利要求2所述的用于星载测控设备的下行通道电路,其特征在于,所述下行通道本振电路包括芯片SI4136,由时钟发生器输出的时钟信号输入到所述芯片SI4136的XIN端,所述芯片SI4136的IFOUT端输出第一本振信号,所述芯片SI4136的RFOUT端输出第二本振信号。
CN201811578491.2A 2018-12-24 2018-12-24 一种用于星载测控设备的下行通道电路 Active CN109412618B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811578491.2A CN109412618B (zh) 2018-12-24 2018-12-24 一种用于星载测控设备的下行通道电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811578491.2A CN109412618B (zh) 2018-12-24 2018-12-24 一种用于星载测控设备的下行通道电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109412618A true CN109412618A (zh) 2019-03-01
CN109412618B CN109412618B (zh) 2024-01-23

Family

ID=65460764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811578491.2A Active CN109412618B (zh) 2018-12-24 2018-12-24 一种用于星载测控设备的下行通道电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109412618B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110086500A (zh) * 2019-04-11 2019-08-02 上海航天电子有限公司 基于asic芯片的全数字化usb应答机装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050185723A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 Kiomars Anvari Peak suppression of multi-carrier signal with different modulation
US20070161356A1 (en) * 2006-01-12 2007-07-12 Hoon Bryan A Method and apparatus for improved carrier feed thru rejection for a linear amplifier
CN101021561A (zh) * 2007-04-06 2007-08-22 清华大学 一种采用多发多收频分信号的宽带雷达及其成像方法
CN201345652Y (zh) * 2008-12-01 2009-11-11 中国航天科技集团公司第五研究院第五〇四研究所 一种低功耗星用Ka频段上变频器
WO2011113540A2 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Astrium Gmbh A flexible gnss receiver rf frontend
US20120092205A1 (en) * 2007-06-25 2012-04-19 Bbn Technologies Coherent multi-band radar and communications transceiver
CN103281114A (zh) * 2013-05-15 2013-09-04 浙江大学 用于皮卫星发射机信号处理的装置及方法
CN104702285A (zh) * 2014-12-26 2015-06-10 华为技术有限公司 一种模数转换器及模数转换方法
CN106788569A (zh) * 2017-02-27 2017-05-31 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种无线局域网射频收发机电路芯片
US20170288853A1 (en) * 2016-04-04 2017-10-05 Thales System and method for dynamically calibrating one or more radiofrequency channels of a satellite payload
WO2017215480A1 (zh) * 2016-06-13 2017-12-21 深圳市华讯方舟卫星通信有限公司 混频发射装置
CN209030194U (zh) * 2018-12-24 2019-06-25 南京屹信航天科技有限公司 一种用于星载测控设备的下行通道电路

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050185723A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 Kiomars Anvari Peak suppression of multi-carrier signal with different modulation
US20070161356A1 (en) * 2006-01-12 2007-07-12 Hoon Bryan A Method and apparatus for improved carrier feed thru rejection for a linear amplifier
CN101021561A (zh) * 2007-04-06 2007-08-22 清华大学 一种采用多发多收频分信号的宽带雷达及其成像方法
US20120092205A1 (en) * 2007-06-25 2012-04-19 Bbn Technologies Coherent multi-band radar and communications transceiver
CN201345652Y (zh) * 2008-12-01 2009-11-11 中国航天科技集团公司第五研究院第五〇四研究所 一种低功耗星用Ka频段上变频器
WO2011113540A2 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Astrium Gmbh A flexible gnss receiver rf frontend
CN103281114A (zh) * 2013-05-15 2013-09-04 浙江大学 用于皮卫星发射机信号处理的装置及方法
CN104702285A (zh) * 2014-12-26 2015-06-10 华为技术有限公司 一种模数转换器及模数转换方法
US20170288853A1 (en) * 2016-04-04 2017-10-05 Thales System and method for dynamically calibrating one or more radiofrequency channels of a satellite payload
WO2017215480A1 (zh) * 2016-06-13 2017-12-21 深圳市华讯方舟卫星通信有限公司 混频发射装置
CN106788569A (zh) * 2017-02-27 2017-05-31 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种无线局域网射频收发机电路芯片
CN209030194U (zh) * 2018-12-24 2019-06-25 南京屹信航天科技有限公司 一种用于星载测控设备的下行通道电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110086500A (zh) * 2019-04-11 2019-08-02 上海航天电子有限公司 基于asic芯片的全数字化usb应答机装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109412618B (zh) 2024-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205265694U (zh) 一种四通道射频模块的优化装置
CN209030194U (zh) 一种用于星载测控设备的下行通道电路
CN109412618A (zh) 一种用于星载测控设备的下行通道电路
Liscidini et al. A 2.4 GHz 3.6 mW 0.35 mm 2 quadrature front-end RX for ZigBee and WPAN applications
CN109167602B (zh) 一种小型化odu发射通道模块
CN109474293A (zh) 一种用于星载测控设备的通道信号处理方法
CN209170316U (zh) 一种射频功率放大器
CN209170365U (zh) 一种用于星载测控设备的射频通道电路
CN104682955A (zh) 一种混频锁相的高相噪宽带微波源
CN208479597U (zh) 一种用于小型化odu接收通道的本振电路
CN109474292A (zh) 一种用于星载测控设备的射频通道电路
CN109167572A (zh) 一种用于小型化odu接收通道的频率合成器
CN208862820U (zh) 一种小型化odu发射通道电路
CN207782760U (zh) 宽带有源功分器及宽带有源功率合成器
CN209170310U (zh) 一种用于小型化odu发射通道的本振电路
CN205752472U (zh) 一种s频段多路信号分合路器
CN206727963U (zh) 一种可控增益的射频功率放大器
CN109474294A (zh) 一种用于星载测控设备的上行通道电路
CN209030198U (zh) 一种用于小型化odu接收通道的中频电路
CN204425318U (zh) 一种混频锁相的高相噪宽带微波源
CN109104188A (zh) 一种用于小型化odu接收通道的本振电路
CN210954325U (zh) 一种高频宽带信号源
CN209030200U (zh) 一种小型化odu接收通道电路
CN208401846U (zh) 一种交流供电Ku波段40瓦卫星上行放大器
CN209030191U (zh) 一种用于小型化odu发射通道的射频电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant