CN109525306A - 多频段模拟卫星转发器 - Google Patents

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王建平
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李明
张家芳
寇俊丽
孙云
陈忠平
何爽爽
刘梦杰
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Abstract

本申请涉及一种多频段模拟卫星转发器，包括多个不同频段的变频模块，可以对多种频段的待测试卫星信号进行变频处理，在需要对多种已知频段的待测试的卫星信号进行处理时，无需每处理一种频段的待测试的卫星信号便更换一次模拟卫星转发器，由于待测试的卫星信号的频段是已知的，只需通过切换控制模块输出与待测试的卫星信号的频段对应的开关信号，同轴切换器根据开关信号，在输入的多路滤波后的卫星信号中选择输出与开关信号对应的一路滤波后的卫星信号，使用更加方便。在满足对多种不同频段的信号进行处理的同时，对比多台模拟卫星转发器的生成成本更低。

Description

多频段模拟卫星转发器
技术领域
本申请涉及卫星通信领域，尤其涉及一种多频段模拟卫星转发器。
背景技术
在卫星通讯领域，卫星地球站在日常的设备维护、系统测试、信号监测中，为了减少成本，减少对卫星转发器寿命的影响，通常使用模拟卫星转发器代替真实卫星转发器。
现有技术中，模拟卫星转发器只支持对单频段信号进行接收、变频。如需对不同频段的信号进行接收、变频，则需要多台模拟卫星转发器，多台模拟卫星转发器切换工作较为不便，且生产多台模拟卫星转发器的成本较高。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种多频段模拟卫星转发器。
本申请的方案如下：
一种多频段模拟卫星转发器，包括：
衰减器，用于输入待测试的卫星信号，并对所述卫星信号进行衰减处理，输出衰减后的卫星信号；
第一功分器，用于输入所述衰减后的卫星信号，并对所述衰减后的卫星信号进行等量功分处理，输出N路输出信号，其中，N为预设的大于1的值；
N个不同频段的变频模块，分别与所述第一功分器连接，每个变频模块用于输入所述第一功分器输出的一路输出信号，并对所述输出信号进行变频处理，输出变频后的卫星信号；
N个滤波器，每个滤波器连接一个变频模块，用于输入所述变频后的卫星信号，并对所述变频后的卫星信号进行滤波处理，输出滤波后的卫星信号；
切换控制模块，用于输出开关信号；
同轴切换器，与多个所述滤波器和所述切换控制模块均连接，用于输入多路滤波后的卫星信号和所述开关信号，并根据所述开关信号，在输入的多路滤波后的卫星信号中选择输出一路滤波后的卫星信号；
输出模块，用于将所述同轴切换器输出的一路滤波后的卫星信号输出到接收器。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述衰减器为可调衰减器。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述可调衰减器的可调范围为0-30dB。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，还包括：
N个振荡器，每个振荡器与一个变频模块，用于为所述变频模块提供参考频率。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述切换控制模块包括：N个开关；
所述切换控制模块具体用于根据所述开关输出的开关指令，输出对应的开关信号。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述N为3。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述N个变频模块包括：
C频段变频模块，用于将C频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号；
Ku频段变频模块，用于将Ku频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号；
DBS频段变频模块用于将DBS频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述N个滤波器均为L频段滤波器。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述输出模块包括：
第二功分器，用于输入所述同轴切换器输出的一路滤波后的卫星信号，对其进行功分处理后输出为两路输出信号。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述接收器包括：测试设备和解码设备；
所述两路输出信号分别用于输出到测试设备和解码设备。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过第一功分器对衰减后的卫星信号进行功分处理，各变频模块对第一功分器输出的一路输出信号进行变频处理，输出变频后的卫星信号到滤波器，变频后的卫星信号经过滤波器滤波处理后输出到同轴切换器。由于本申请中的模拟卫星转发器包括多个不同频段的变频模块，可以对多种频段的待测试卫星信号进行变频处理，在需要对多种已知频段的待测试的卫星信号进行处理时，无需每处理一种频段的待测试的卫星信号便更换一次模拟卫星转发器，由于待测试的卫星信号的频段是已知的，只需通过切换控制模块输出与待测试的卫星信号的频段对应的开关信号，同轴切换器根据开关信号，在输入的多路滤波后的卫星信号中选择输出与开关信号对应的一路滤波后的卫星信号，使用更加方便。在满足对多种不同频段的信号进行处理的同时，对比多台模拟卫星转发器的生成成本更低。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的多频段模拟卫星转发器的结构图；
图2是本申请另一个实施例提供的多频段模拟卫星转发器的结构图；
图3是本申请又一个实施例提供的多频段模拟卫星转发器的结构图。
附图标记：衰减器-1；第一功分器-2；变频模块-3；振荡器-31；滤波器-4；同轴切换器-5；切换控制模块-6；开关-61；输出模块-7；第二功分器-71；接收器-8；测试设备-81；解码设备-82。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是本申请一个实施例提供的多频段模拟卫星转发器的结构图，参照图1，一种多频段模拟卫星转发器，其特征在于，包括：
衰减器1，用于输入待测试的卫星信号，并对卫星信号进行衰减处理，输出衰减后的卫星信号；
第一功分器2，用于输入衰减后的卫星信号，并对衰减后的卫星信号进行等量功分处理，输出N路输出信号，其中，N为预设的大于1的值；
N个不同频段的变频模块3，分别与第一功分器2连接，每个变频模块3用于输入第一功分器2输出的一路输出信号，并对输出信号进行变频处理，输出变频后的卫星信号；
N个滤波器4，每个滤波器4连接一个变频模块3，用于输入变频后的卫星信号，并对变频后的卫星信号进行滤波处理，输出滤波后的卫星信号；
切换控制模块6，用于输出开关信号；
同轴切换器5，与多个滤波器4和切换控制模块6均连接，用于输入多路滤波后的卫星信号和开关信号，并根据开关信号，在输入的多路滤波后的卫星信号中选择输出一路滤波后的卫星信号；
输出模块7，用于将同轴切换器5输出的一路滤波后的卫星信号输出到接收器8。
待测试的卫星信号的频段应至少与本实施例中所有频段的变频模块3中的一种对应。
衰减器1是一种提供衰减的电子元器件，广泛地应用于电子设备中，它的主要用途是：(1)调整电路中信号的大小；(2)在比较法测量电路中，可用来直读被测网络的衰减值；(3)改善阻抗匹配，若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减器1，能够缓冲阻抗的变化。本实施例中的衰减器1用于输入待测试的卫星信号，并对卫星信号进行衰减处理，输出衰减后的卫星信号到功分器。
优选的，衰减器1为可调衰减器1，调节范围为0-30dB。一般衰减器1的衰减范围为3dB、10dB、14dB、20dB不等，最高可达110dB。结构形式一般分两种形式：固定比例衰减器1与步进比例可调衰减器1。固定衰减器1是指在一定频率范围固定比例倍数的衰减器1。可调衰减器1是以一定固定值(例1dB)等间隔可调比例倍数的衰减器1，又分为手动步进衰减器1和程控步进衰减器1。
本实施例中的可调衰减器1可调范围为0-30dB，较之一般可调衰减器1的可调范围更大，更大的范围能够满足不同电平信号输入测转后，都能够在输出时满足接收设备的要求电平。比如说一般测试设备81输入电平要求要小于30dBm，否则会损坏设备，本实施例中的可调衰减器1的调节力度足够大，大电平信号进入可调衰减器1后可以对其进行大幅度衰减，使输入的大电平信号电平衰减到满足要求。
本实施例中的可调衰减器1通过可调范围更大，允许接入的信号电平范围更大，保障接收衰减后电平信号的设备的安全。
功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，本申请中的第一功分器2为将衰减后的卫星信号分成多路输出相等的功分器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器按输出通常分为一分二(一个输入两个输出)、一分三(一个输入三个输出)、一分四(一个输入四个输出)等。
优选的，本实施例中可以选用一分四功分器。
变频模块3，也叫变频器，用于对第一功分器2输出的一路输出信号变频处理为卫星接收机需要的L频段信号，L频段信号为950—1450MHz频段的信号。
进一步的，本实施例中的变频模块3数量为3个，包括：
C频段变频模块3，用于将C频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号；
Ku频段变频模块3，用于将Ku频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号；
DBS频段变频模块3用于将DBS频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号。
C频段：5.85-7GHz
Ku频段：13.75-14.5GHz
DBS频段：17.3-18.1GHz
C频段、Ku频段和DBS频段是较为常见的三个频段，C频段、Ku频段和DBS频段的信号是卫星信号测试中测试量较多的信号。
C频段、Ku频段和DBS频段涵盖较大的频段范围。C频段、Ku频段和DBS频段的卫星信号均可在本实施例中的模拟卫星转发器中进行变频处理。
滤波器4是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器4可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。本实施例中通过滤波器4对变频模块3输出的信号进行滤波处理。
优选的，滤波器4为L频段滤波器4，用于滤除L频段以外的杂波。
同轴切换器5，与多个滤波器4和切换控制模块6均连接，用于输入多路滤波后的卫星信号和开关信号，并根据开关信号，在输入的多路滤波后的卫星信号中选择输出一路滤波后的卫星信号。
优选的，参照图3，切换控制模块6包括C频段开关61、Ku频段开关61和DBS频段开关61，切换控制模块6具体用于根据开关61输入的开关指令，输出对应的开关信号。
参照图2，一些实施例中的多频段模拟卫星转发器，还包括：N个振荡器31，每个振荡器31与一个变频模块3，用于为变频模块3提供参考频率。振荡器31的作用是产生一个参考频率，输入变频模块3的混频器，再和输入信号进行频率合成，产生所需的L-Band信号。
与上述实施例中的C频段变频模块3、Ku频段变频模块3和DBS频段变频模块3对应的，振荡器31包括：C频段振荡器31、Ku频段振荡器31和DBS频段振荡器31。
参照图3，一些实施例中的多频段模拟卫星转发器，
输出模块7包括：第二功分器71，用于输入同轴切换器5输出的一路滤波后的卫星信号，对其进行功分处理后输出为两路输出信号。
进一步的，接收器8包括：测试设备81和解码设备82；两路输出信号分别用于输出到测试设备81和解码设备82。
第二功分器71分别连接测试设备81和解码设备82。
通过第二功分器71将同轴切换器5输出的一路滤波后的卫星信号进行功分处理，一路信号连接测试设备81进行测试，另一路信号连接解码设备82做其他使用。
测试设备81可以但不限于为频谱仪。
解码设备82用于对第二功分器71功分的信号进行解码后进行音视频观看。也可以作为其他用途使用。
综合上述优选实施例中的多频段模拟卫星转发器，本实施例中提供一种最优多频段模拟卫星转发器，包括：
可调衰减器1，调节范围为0-30dB；
第一功分器2，具体为一分四功分器；
C频段变频模块3、Ku频段变频模块3和DBS频段变频模块3；
C频段振荡器31、Ku频段振荡器31和DBS频段振荡器31；
L频段滤波器4；
切换控制模块6和同轴切换器5，切换控制模块6包括C频段开关61、Ku频段开关61和DBS频段开关61；
第二功分器71；连接第二功分器71的测试设备81和解码设备82。
如果待测试卫星信号的频段为C频段，通过衰减器1对C频段的待测试卫星信号进行衰减处理，使其达到测试设备81要求的电平。
第一功分器2对衰减后的卫星信号进行功分处理，一般为对衰减后的卫星信号进行等量功分处理，使各变频模块3接收的信号强度相同。
各变频模块3接收振荡器31产生的参考频率，对第一功分器2输出的一路输出信号进行变频处理，输出变频后的卫星信号到滤波器4，变频后的卫星信号经过L频段滤波器4滤波处理后输出到同轴切换器5。
本申请中的模拟卫星转发器包括多个变频模块3，各变频模块3均对第一功分器2输出的一路输出信号进行变频处理，由于输入的待测试卫星信号的频段为C频段，只有经由C频段变频模块3处理后的信号为L频段信号，而Ku频段变频模块3或者DBS频段变频模块3无法将C频段的待测试卫星信号变频处理为L频段信号。
此时需通过切换控制模块6输出与待测试的卫星信号的频段对应的开关信号，即通过切换控制模块6中的C频段开关输出开关信号，使同轴切换器5根据开关信号，在输入的多路滤波后的卫星信号中选择输出经由C频段变频模块3变频处理的L频段信号。
通过第二功分器71将同轴切换器5输出的滤波后的卫星信号进行功分处理，一路信号连接测试设备81进行测试，另一路信号连接解码设备82做其他使用。
如果待测试卫星信号的频段为Ku频段或者DBS频段，处理方式同上。
现有技术中，如果需要处理如上三种频段的待测试卫星信号，需要三台模拟卫星转发器，即C频段模拟卫星转发器，Ku频段模拟卫星转发器和DBS频段模拟卫星转发器切换使用。本实施例中的模拟卫星转发器，可完成对多种不同频段的待测试卫星信号进行处理，不需要切换模拟卫星转发器，并且由于只需要一台模拟卫星转发器即可完成三台模拟卫星转发器的功能，其生产成本相较于三台模拟卫星转发器更低。
可选的，本申请实施例中的模拟卫星转发器通过DC电源模块供电。本申请实施例中的模拟卫星转发器还包括：机箱、连线、电源开关、接头等零部件，均为本领域技术人员可理解的技术手段，此处不做赘述。
一些实施例中的模拟卫星转发器的各部件型号清单如下：
C频段变频模块、Ku频段变频模块和DBS频段变频模块的输入/输出频率、本振频率和带宽如下表：
一分四功分器的参数如下：频率范围：5～18GHz
插入损耗：1.20dB
振幅平衡：0.5dB
隔离度：16dB
相位平衡：8°
输入/输出驻波比：1.70:1
功率分配AR输入(最大)：30W
可选的，同轴切换器为四选一L频段同轴切换器，型号为：TeledyneRelays CCP-18N SP4T
参数如下：
连接器：SMA
最小频率：DC
最大频率：18GHz
阻抗：50欧姆
最大输入功率：35瓦
最大的驻波比：1：1.5
最大插损：0.5dB
最小隔离度：60dB
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多频段模拟卫星转发器，其特征在于，包括：
衰减器，用于输入待测试的卫星信号，并对所述卫星信号进行衰减处理，输出衰减后的卫星信号；
第一功分器，用于输入所述衰减后的卫星信号，并对所述衰减后的卫星信号进行功分处理，输出N路输出信号，其中，N为预设的大于1的值；
N个不同频段的变频模块，分别与所述第一功分器连接，每个变频模块用于输入所述第一功分器输出的一路输出信号，并对所述输出信号进行变频处理，输出变频后的卫星信号；
N个滤波器，每个滤波器连接一个变频模块，用于输入所述变频后的卫星信号，并对所述变频后的卫星信号进行滤波处理，输出滤波后的卫星信号；
切换控制模块，用于输出开关信号；
同轴切换器，与多个所述滤波器和所述切换控制模块均连接，用于输入多路滤波后的卫星信号和所述开关信号，并根据所述开关信号，在输入的多路滤波后的卫星信号中选择输出一路滤波后的卫星信号；
输出模块，用于将所述同轴切换器输出的一路滤波后的卫星信号输出到接收器。
2.根据权利要求1所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述衰减器为可调衰减器。
3.根据权利要求2所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述可调衰减器的可调范围为0-30dB。
4.根据权利要求1所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，还包括：
N个振荡器，每个振荡器与一个变频模块，用于为所述变频模块提供参考频率。
5.根据权利要求1所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述切换控制模块包括：N个开关；
所述切换控制模块具体用于根据所述开关输出的开关指令，输出对应的开关信号。
6.根据权利要求1-5任一项所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述N为3。
7.根据权利要求6所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述N个变频模块包括：
C频段变频模块，用于将C频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号；
Ku频段变频模块，用于将Ku频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号；
DBS频段变频模块用于将DBS频段的卫星信号下变频为L频段的卫星信号。
8.根据权利要求7所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述N个滤波器均为L频段滤波器。
9.根据权利要求1所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述输出模块包括：
第二功分器，用于输入所述同轴切换器输出的一路滤波后的卫星信号，对其进行功分处理后输出为两路输出信号。
10.根据权利要求9所述的多频段模拟卫星转发器，其特征在于，所述接收器包括：测试设备和解码设备；
所述两路输出信号分别用于输出到测试设备和解码设备。
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