CN110557189B - 一种v波段通信卫星转发器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种V波段通信卫星转发器，包括：转发器频率综合器单元和转发器单元，转发器频率综合器单元，用于产生多路本振信号并输出，转发器单元，用于接收V波段信号和多路本振信号，并将V波段信号和多路本振信号进行处理并输出K波段信号。

Description

一种V波段通信卫星转发器
技术领域
本发明涉及一种通信卫星转发器，特别是一种V波段通信卫星转发器。
背景技术
转发器是通信卫星有效载荷的主要组成部分，负责将天线收到的通信信号进行处理、放大，再送回天线并对外辐射。传统通信卫星转发器主要由放大器、多工器、混频器等封装器件组成，功耗，体积和重量较大，当随着通信带宽增大，需要处理的通道就越来越多，转发器的体积和功耗问题更加突出。
发明内容
本发明目的在于提供一种通信卫星转发器，解决传统转发器体积大和重量大的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种V波段通信卫星转发器，包括：转发器频率综合器单元和转发器单元，
所述转发器频率综合器单元，用于产生多路本振信号并输出，
所述转发器单元，用于接收V波段信号和所述多路本振信号，并将所述V波段信号和所述多路本振信号进行处理并输出K波段信号。
优选地，所述转发器频率综合器单元包括：
晶振，用于输出100MHz基准信号；
100MHz功分器，用于将所述100MHz基准信号分成第一路信号和第二路信号输出；
第一取样锁相介质振荡源，用于将所述第一路信号处理为X波段信号；
第二取样锁相介质振荡源，用于将所述第二路信号处理为Ku波段本振信号；
倍频器，用于将所述X波段信号处理为V波段本振信号；
第一功分器，用于将所述V波段本振信号多路输出；
第二功分器，用于将所述Ku波段本振信号多路输出；
优选地，所述转发器单元包括：
低噪声放大器，用于接收V波段信号，并将所述V波段信号进行放大输出；
射频滤波器，用于接收经过放大后的V波段信号，并将所述放大后的V波段信号进行滤波后输出；
第一混频器，用于将经过滤波后的V波段信号和所述第一功分器输出的一路V波段本振信号进行混频，产生C波段信号输出；
中频滤波器，用于将所述C波段信号进行滤波后输出；
数控衰减器，用于将滤波后的C波段信号进行增益调整后输出；
中频放大器，用于将增益调整后的C波段信号进行放大输出；
第二混频器，用于将放大后的C波段信号和所述第二功分放大器输出的一路Ku波段本振信号进行混频，产生K波段信号输出；
放大器，用于将所述K波段信号进行放大后输出；
耦合器，用于将放大后的K波段信号进行耦合产生第一路K波段信号和第二路K波段信号后输出；
检波器，用于将所述第二路K波段信号进行检波。
优选地，所述转发器单元包括16个通道。
优选地，所述V波段通信卫星转发器体积为180×150×80mm，重量小于3Kg。
优选地，一种V波段通信卫星转发器的制备方法包括以下步骤：
采用贴片元器件封装形式形成晶振封装器件、采用贴片元器件封装形式形成第一取样锁相介质振荡源封装器件、采用贴片元器件封装形式形成第二取样锁相介质振荡源封装器件；采用微组装技术，利用陶瓷基板分别集成100MHZ功分器芯片、倍频器芯片、第一功分器芯片和第二功分器芯片；所述晶振封装器件、所述第一取样锁相介质振荡源封装器件、所述第二取样锁相介质振荡源封装器件、所述100MHZ功分器芯片、所述倍频器芯片、所述第一功分器芯片和所述第二功分器芯片之间的连接工艺采用金丝键合工艺，形成所述转发器频率综合器单元
采用微组装技术，利用陶瓷基板分别集成低噪声放大器芯片、射频滤波器芯片、第一混频器芯片、中频滤波器芯片、数控衰减器芯片、中频放大器芯片、第二混频器芯片、放大器芯片和耦合器芯片；所述低噪声放大器芯片、所述射频滤波器芯片、所述第一混频器芯片、所述中频滤波器芯片、所述数控衰减器芯片、所述中频放大器芯片、所述第二混频器芯片、所述放大器芯片和所述耦合器芯片之间的连接工艺采用金丝键合工艺，形成转发器单元；
所述第一功分器芯片与所述16个通道中的16个所述第一混频器芯片通过金丝键合工艺连接，所述第二功分器芯片与所述16个通道中的16个所述第二混频器芯片通过金丝键合工艺连接。
本发明的有益效果如下：
本发明提出一种全新的通信卫星转发器，相对于传统的转发器，该通信卫星转发器功耗更小，性能优于传统转发器，噪音系数小，并且采用芯片封装的工艺使得该转发器体积小，，重量轻，结构简单，易于实现。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出本发明一种V波段通信卫星转发器结构示意图；
图2示出本发明转发器频率综合器单元和转发器单元多通道连接示意图。
流程图
具体实施方式
如图1示出的一种V波段通信卫星转发器，包括：转发器频率综合器单元和转发器单元，
所述转发器频率综合器单元，用于产生多路本振信号并输出，
所述转发器单元，用于接收V波段信号和所述多路本振信号，并将所述V波段信号和所述多路本振信号进行处理并输出K波段信号。
具体地，所述转发器频率综合器单元包括：
晶振，用于输出100MHz基准信号；
100MHz功分器，用于将所述100MHz基准信号分成第一路信号和第二路信号输出；
第一取样锁相介质振荡源，用于将所述第一路信号处理为X波段信号；
第二取样锁相介质振荡源，用于将所述第二路信号处理为Ku波段本振信号；
倍频器，用于将所述X波段信号处理为V波段本振信号；
第一功分器，用于将所述V波段本振信号多路输出；
第二功分器，用于将所述Ku波段本振信号多路输出；
具体地，所述转发器单元包括：
低噪声放大器，用于接收V波段信号，并将所述V波段信号进行放大输出；
射频滤波器，用于接收经过放大后的V波段信号，并将所述放大后的V波段信号进行滤波后输出；
第一混频器，用于将经过滤波后的V波段信号和所述第一功分器输出的一路V波段本振信号进行混频，产生C波段信号输出；
中频滤波器，用于将所述C波段信号进行滤波后输出；
数控衰减器，用于将滤波后的C波段信号进行增益调整后输出；
中频放大器，用于将增益调整后的C波段信号进行放大输出；
第二混频器，用于将放大后的C波段信号和所述第二功分放大器输出的一路Ku波段本振信号进行混频，产生K波段信号输出；
放大器，用于将所述K波段信号进行放大后输出；
耦合器，用于将放大后的K波段信号进行耦合产生第一路K波段信号和第二路K波段信号后输出；
检波器，用于将所述第二路K波段信号进行检波。
具体地，所述转发器单元包括16个通道。
具体地，所述V波段通信卫星转发器体积为180×150×80mm，重量小于3Kg。
具体地，一种V波段通信卫星转发器的制备方法包括以下步骤：
采用贴片元器件封装形式形成晶振封装器件、采用贴片元器件封装形式形成第一取样锁相介质振荡源封装器件、采用贴片元器件封装形式形成第二取样锁相介质振荡源封装器件；采用微组装技术，利用陶瓷基板分别集成100MHZ功分器芯片、倍频器芯片、第一功分器芯片和第二功分器芯片；所述晶振封装器件、所述第一取样锁相介质振荡源封装器件、所述第二取样锁相介质振荡源封装器件、所述100MHZ功分器芯片、所述倍频器芯片、所述第一功分器芯片和所述第二功分器芯片之间的连接工艺采用金丝键合工艺，形成所述转发器频率综合器单元
采用微组装技术，利用陶瓷基板分别集成低噪声放大器芯片、射频滤波器芯片、第一混频器芯片、中频滤波器芯片、数控衰减器芯片、中频放大器芯片、第二混频器芯片、放大器芯片和耦合器芯片；所述低噪声放大器芯片、所述射频滤波器芯片、所述第一混频器芯片、所述中频滤波器芯片、所述数控衰减器芯片、所述中频放大器芯片、所述第二混频器芯片、所述放大器芯片和所述耦合器芯片之间的连接工艺采用金丝键合工艺，形成转发器单元；
所述第一功分器芯片与所述16个通道中的16个所述第一混频器芯片通过金丝键合工艺连接，所述第二功分器芯片与所述16个通道中的16个所述第二混频器芯片通过金丝键合工艺连接。
下面通过实例对本方案作进一步说明。
晶振输出100MHz基准信号进过100MHz功分器分为两路，一路经第一取样锁相介质振荡源产生X波段信号再经倍频器产生V波段本振1，如图2示出，经第一功分器功分后送16个接收通道的第一混频器。一路经第二取样锁相介质振荡源产生Ku波段本振2，经第一功分器功分后送16个接收通道的第二混频器
当输入V波段信号给通信卫星转发器时，输入的V波段信号首先进入低噪声放大器，经放大后进入射频滤波器滤除带外干扰信号进入第一混频器，和本振信号1进行混频，输出C波段信号经中频滤波器滤除带外杂散后数控衰减器进行增益调整，输出到中频放大器进行放大，再输出到第二混频器和本振2信号进行混频输出K波段信号，经放大器放大，再经过耦合器直接输出，耦合器耦合一路信号送检波器，对输出信号幅度进行检波转换为直流后输出，完成每个通道的监测。
并且采用本发明提出的通信卫星转发器设计方法的V波段通信卫星转发器处理后的信号指标为：噪声系数小于3dB；增益53～55dB；三阶交调大于30dBc；相位噪声小于-90dBc/Hz@100KHz；EVM(误差矢量幅度)小于6％，性能优于传统转发器
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (3)

1.一种V波段通信卫星转发器，其特征在于，包括：转发器频率综合器单元和转发器单元，
所述转发器频率综合器单元，用于产生多路本振信号并输出，
所述转发器频率综合器单元包括：
晶振，用于输出100MHz基准信号；
100MHz功分器，用于将所述100MHz基准信号分成第一路信号和第二路信号输出；
第一取样锁相介质振荡源，用于将所述第一路信号处理为X波段信号；
第二取样锁相介质振荡源，用于将所述第二路信号处理为Ku波段本振信号；
倍频器，用于将所述X波段信号处理为V波段本振信号；
第一功分器，用于将所述V波段本振信号多路输出；
第二功分器，用于将所述Ku波段本振信号多路输出；所述转发器单元，用于接收V波段信号和所述多路本振信号，并将所述V波段信号和所述多路本振信号进行处理并输出K波段信号；
所述转发器单元包括：
低噪声放大器，用于接收V波段信号，并将所述V波段信号进行放大输出；
射频滤波器，用于接收经过放大后的V波段信号，并将所述放大后的V波段信号进行滤波后输出；
第一混频器，用于将经过滤波后的V波段信号和所述第一功分器输出的一路V波段本振信号进行混频，产生C波段信号输出；
中频滤波器，用于将所述C波段信号进行滤波后输出；
数控衰减器，用于将滤波后的C波段信号进行增益调整后输出；
中频放大器，用于将增益调整后的C波段信号进行放大输出；
第二混频器，用于将放大后的C波段信号和所述第二功分器输出的一路Ku波段本振信号进行混频，产生K波段信号输出；
放大器，用于将所述K波段信号进行放大后输出；
耦合器，用于将放大后的K波段信号进行耦合产生第一路K波段信号和第二路K波段信号后输出；
检波器，用于将所述第二路K波段信号进行检波；
所述转发器单元包括16个通道。
2.根据权利要求1所述的V波段通信卫星转发器，其特征在于，所述V波段通信卫星转发器体积为180×150×80mm，重量小于3Kg。
3.一种对权利要求2所述的V波段通信卫星转发器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用贴片元器件封装形式形成晶振封装器件、采用贴片元器件封装形式形成第一取样锁相介质振荡源封装器件、采用贴片元器件封装形式形成第二取样锁相介质振荡源封装器件；采用微组装技术，利用陶瓷基板分别集成100MHZ功分器芯片、倍频器芯片、第一功分器芯片和第二功分器芯片；所述晶振封装器件、所述第一取样锁相介质振荡源封装器件、所述第二取样锁相介质振荡源封装器件、所述100MHZ功分器芯片、所述倍频器芯片、所述第一功分器芯片和所述第二功分器芯片之间的连接工艺采用金丝键合工艺，形成所述转发器频率综合器单元
采用微组装技术，利用陶瓷基板分别集成低噪声放大器芯片、射频滤波器芯片、第一混频器芯片、中频滤波器芯片、数控衰减器芯片、中频放大器芯片、第二混频器芯片、放大器芯片和耦合器芯片；所述低噪声放大器芯片、所述射频滤波器芯片、所述第一混频器芯片、所述中频滤波器芯片、所述数控衰减器芯片、所述中频放大器芯片、所述第二混频器芯片、所述放大器芯片和所述耦合器芯片之间的连接工艺采用金丝键合工艺，形成转发器单元；
所述第一功分器芯片与所述16个通道中的16个所述第一混频器芯片通过金丝键合工艺连接，所述第二功分器芯片与所述16个通道中的16个所述第二混频器芯片通过金丝键合工艺连接。
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