CN114665951B - 星载q频段多载波合成装置及方法 - Google Patents

星载q频段多载波合成装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114665951B
CN114665951B CN202210282424.6A CN202210282424A CN114665951B CN 114665951 B CN114665951 B CN 114665951B CN 202210282424 A CN202210282424 A CN 202210282424A CN 114665951 B CN114665951 B CN 114665951B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
band
signal
carrier
local oscillator
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.)
Active
Application number
CN202210282424.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114665951A (zh
Inventor
刘强安
余鹏程
周家喜
李磊
柴文乾
金山
张立明
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.)
CETC 38 Research Institute
Original Assignee
CETC 38 Research Institute
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 CETC 38 Research Institute filed Critical CETC 38 Research Institute
Priority to CN202210282424.6A priority Critical patent/CN114665951B/zh
Publication of CN114665951A publication Critical patent/CN114665951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114665951B publication Critical patent/CN114665951B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18513—Transmission in a satellite or space-based system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/118—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum specially adapted for satellite communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/516—Details of coding or modulation
    • H04B10/548—Phase or frequency modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18515—Transmission equipment in satellites or space-based relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0416—Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details 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
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0491—Circuits with frequency synthesizers, frequency converters or modulators
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明公开一种星载Q频段多载波合成装置及方法，装置包括控制模块、频综模块和Q频段多载波合成模块，基准频率和控制模块输出的低频控制信号作为频综模块输入，N通道S频段输入信号和低频控制信号作为Q频段多载波合成模块输入，频综模块输出端连接Q频段多载波合成模块输入端；频综模块根据基准频率和低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号；Q频段多载波合成模块根据低频控制信号、一本振信号和二本振信号，将N通道S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，将合成的多载波信号变频至Q频段。本发明可广泛应用于星载转发器，实现将卫星多波束、高速激光信息通过Q/V馈电链路，传输到地面站。

Description

星载Q频段多载波合成装置及方法
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种星载Q频段多载波合成装置及方法。
背景技术
随着用户对卫星通信容量需求的增加，高通量卫星(High ThroughputSatellite,HTS)与传统的通信卫星相比，其具有使用相同的频率资源，通过多点波束、频率复用和高波束增益等关键技术有效提升了通信容量和传输速率，大幅降低了单位带宽的租用成本这一特点而发展成为主流。目前用户链路、馈电链路使用的均是Ka频段，随着激光通信的快速发展，高速激光信息落地需要大宽带，这将占用紧张的Ka频段资源。Q/V频段相比Ka频段，具备更大的带宽，可作为馈电链路频段，释放宝贵的Ka频段资源。但如何将卫星多波束、高速激光信息通过Q/V馈电链路，传输到地面站，目前还未有成功应用的设计方法。
相关技术中，公开号为CN 111953302 A的发明专利申请公开了一种EHF频段上变频器的设计方案，其通过中频处理模块、参考处理模块、C波段本振频率源模块、C波段上变频模块、K波段本振频率源模块、Q波段上变频模块共6个模块实现。实现功能为中频输入范围950～1700MHz，射频输出范围42500～45500MHz，输入功率范围-50dBm～0dBm之间，输出功率不小于0dBm。但是该设计方案仅针对单路信号进行上变频，无频率合成功能，且输出信号带宽由输入信号带宽决定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何实现将卫星多波束、高速激光信息通过Q/V馈电链路，传输到地面站。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一方面，本发明提出了一种星载Q频段多载波合成装置，所述装置包括：控制模块、频综模块和Q频段多载波合成模块，基准频率和所述控制模块输出的低频控制信号作为所述频综模块的输入，N通道S频段输入信号和所述控制模块输出的低频控制信号作为所述Q频段多载波合成模块的输入，所述频综模块的输出端连接所述Q频段多载波合成模块的输入端；
所述频综模块用于根据所述基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号；
所述Q频段多载波合成模块用于根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。
本发明中，控制模块接收外部总线命令，输出低频控制信号至频综模块和Q频段多载波合成模块，以使频综模块输出一本振可配置，使Q频段多载波合成模块的增益动态可调；频综模块为Q频段多载波合成模块提供一本振信号和二本振信号，其中，一本振信号频率可灵活配置，二本振信号为固定频率；Q频段多载波合成模块用于将多通道S频段输入信号上变频至Q波段，实现Q频段多载波合成。本发明具有高频段、大带宽、多通道、高集成、轻量化等优点，可广泛应用于星载转发器，实现将卫星多波束、高速激光信息通过Q/V馈电链路，传输到地面站。
进一步地，所述频综模块包括功分放大电路、一本振电路和二本振电路，所述基准频率和所述控制模块输出的低频控制信号作为所述功分放大电路的输入，所述功分放大电路的输出分别连接所述一本振电路的输入端和所述二本振电路输入端，所述一本振电路的输出端和所述二本振电路输出端均与所述Q频段多载波合成模块的输入端连接。
进一步地，所述一本振电路包括N路一本振子电路，每路所述一本振子电路包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一放大器、第一滤波器和分频器；
所述鉴相器的输入端与所述功分放大电路的输出端连接，所述鉴相器的输出端经所述环路滤波器与所述压控振荡器的输入端连接，所述压控振荡器的输出端分别连接所述第一放大器的输入端和所述分频器的输入端，所述分频器的输出端连接所述鉴相器的输入端，所述第一放大器的输出端连接所述第一滤波器的输入端，所述第一滤波器的输出端连接所述Q频段多载波合成模块的输入端。
进一步地，所述二本振电路包括N路二本振子电路，每路所述二本振子电路包括PDRO点频源、ATT电路、倍频器、第二放大器和第二滤波器；
所述PDRO点频源的输入端连接所述功分放大电路的输出端，所述PDRO点频源的输出端经所述ATT电路与所述倍频器的输入端连接，所述倍频器的输出端经所述第二放大器与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端连接所述Q频段多载波合成模块的输入端。
进一步地，所述Q频段多载波合成模块包括多工器、第一数控衰减器、Q频段上变频电路、N个中频放大电路和N个C波段上变频电路；
N通道所述S频段输入信号分别作为N个所述中频放大电路的输入，N个所述中频放大电路的输出端分别连接N个所述C波段上变频电路的输入端，所述一本振信号和所述低频控制信号作为N个所述C波段上变频电路的输入，N个所述C波段上变频电路输出端连接所述多工器的输入端；
所述多工器的输出端连接所述第一数控衰减器的输入端，所述低频控制信号作为所述数控衰减器的输入信号，且所述第一数控衰减器的输出端连接所述Q频段上变频电路的输入端，所述二本振信号作为Q频段上变频电路的输入信号，所述Q频段上变频电路输出合成的Q频段多载波。
进一步地，所述C波段上变频电路包括第二数控衰减器和第一混频器；
所述第一混频器用于将所述中频放大电路输出的放大后的S频段输入信号与所述一本振信号混频至C波段；
所述第二数控衰减器用于根据所述低频控制信号调节各通道的增益。
进一步地，所述Q频段上变频电路包括第三放大器、第二混频器和第三滤波器，所述第三放大器的输入端连接所述第一数控衰减器的输出端，所述第三放大器的输出端经所述第二混频器与所述第三滤波器的输入端连接；
所述第三放大器用于将合成后的C波段信号放大；
所述第二混频器用于将合成后的C波段信号与所述二本振信号混频至Q频段，合成所述Q频段多载波；
所述第三滤波器用于输出所述Q频段多载波。
此外，本发明还提出了一种星载Q频段多载波合成方法，所述方法包括：
生成低频控制信号；
根据基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号；
根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。
进一步地，所述根据基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号，包括：
将所述基准频率经放大功分器分为若干路信号；
采用数字分频锁相方案，基于所述低频控制信号，改变所述若干路信号输出频率，得到频率可配置的一本振信号；
采用低相噪的PDRO点频源对所述若干路信号进行处理，再依次通过倍频、放大、滤波电路输出固定频率，得到频率固定的二本振信号。
进一步地，所述根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成，包括：
对N通道所述S频段输入信号进行放大；
将放大后的所述S频段输入信号与所述一本振信号混频至C波段，得到多路C波段载波信号；
基于所述低频控制信号调节各通道的增益，并将多路所述C波段载波信号合成，得到合成的C波段信号；
将所述C波段信号与所述二本振信号混频至Q波段，实现Q频段多载波合成。
本发明的优点在于：
(1)本发明中，控制模块接收外部总线命令，输出低频控制信号至频综模块和Q频段多载波合成模块，以使频综模块输出一本振可配置，使Q频段多载波合成模块的增益动态可调；频综模块为Q频段多载波合成模块提供一本振信号和二本振信号，其中，一本振信号频率可灵活配置，二本振信号为固定频率；Q频段多载波合成模块将N通道S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。本发明具有高频段、大带宽、多通道、高集成、轻量化等优点，可广泛应用于星载转发器，实现将卫星多波束、高速激光信息通过Q/V馈电链路，传输到地面站；其中，高频段即指输出为Q频段，频率划分范围为高频，大带宽即指通过Q频段多载波合成模块进行多路信号频率合成、变频、放大，实现输出宽带信号，多通道即指多路S频段输入信号，轻量化可从系统架构设计和设计实现两方面体现，系统架构设计：通过在C频段进行多载波合成，然后在变频至Q频段，可简化系统设计复杂度。设计实现：频综模块20和Q频段多载波合成模块30使用裸芯片设计，易于集成，且各模块之间通过板间接插件互联。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明一实施例中星载Q频段多载波合成装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例中频综模块的结构示意图；
图3是本发明一实施例中Q频段多载波合成模块的结构示意图；
图4是本发明一实施例中星载Q频段多载波合成装置实测输出信号频谱图；
图5是本发明另一实施例中星载Q频段多载波合成方法的流程示意图。
图中：
10：控制模块；20：频综模块；30：Q频段多载波合成模块；21：功分放大电路；22：一本振电路；23：二本振电路；221：鉴相器；222：环路滤波器；223：压控振荡器；224：第一放大器；225：第一滤波器；226：分频器；231：PDRO点频源；232：ATT电路；233：倍频器；234：第二放大器；235：第二滤波器；31：中频放大电路；32：C波段上变频电路；33：多工器；34：第一数控衰减器；35：Q频段上变频电路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。
参照图1，本发明一实施例提出了一种星载Q频段多载波合成装置，所述装置包括：控制模块10、频综模块20和Q频段多载波合成模块30，基准频率和所述控制模块10输出的低频控制信号作为所述频综模块20的输入，N通道S频段输入信号和所述控制模块10输出的低频控制信号作为所述Q频段多载波合成模块30的输入，所述频综模块20的输出端连接所述Q频段多载波合成模块30的输入端；
所述频综模块20用于根据所述基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号；
所述Q频段多载波合成模块30用于根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。
需要说明的是，控制模块10接收外部总线命令，输出低频控制信号至频综模块20和Q频段多载波合成模块30，以使频综模块20输出一本振可配置，使Q频段多载波合成模块30的增益动态可调；频综模块20为Q频段多载波合成模块30提供一本振信号和二本振信号，其中，一本振信号频率可灵活配置，二本振信号为固定频率；Q频段多载波合成模块30用于将多通道S频段输入信号上变频至Q波段，实现Q频段多载波合成。本发明具有高频段(即指输出为Q频段，频率划分范围为高频)、大带宽(即指通过Q频段多载波合成模块30进行多路信号频率合成、变频、放大，实现输出宽带信号)、多通道(即指多路S频段输入信号)、高集成、轻量化(从系统架构设计和设计实现两方面体现，系统架构设计：通过在C频段进行多载波合成，然后在变频至Q频段，可简化系统设计复杂度。设计实现：频综模块20和Q频段多载波合成模块30使用裸芯片设计，易于集成，且各模块之间通过板间接插件互联)等优点，可广泛应用于星载转发器，实现将卫星多波束、高速激光信息通过Q/V馈电链路，传输到地面站。
在一实施例中，参照图2，所述频综模块20包括功分放大电路21、一本振电路22和二本振电路23，所述基准频率和所述控制模块10输出的低频控制信号作为所述功分放大电路21的输入，所述功分放大电路21的输出分别连接所述一本振电路22的输入端和所述二本振电路23输入端，所述一本振电路22的输出端和所述二本振电路23输出端均与所述Q频段多载波合成模块30的输入端连接。
其中，功分放大电路21用于将基准频率放大功分为若干路信号，输出至一本振电路22和二本振电路23；一本振电路22采用数字分频锁相方案，通过接收控制模块10输出的低频控制信号，改变一本振输出频率，每个通道的输出本振频率可独立配置。二本振电路23输出固定频率的二本振信号，所有通道输出频率相同。
在一实施例中，参照图2，所述一本振电路22包括N路一本振子电路，每路所述一本振子电路包括鉴相器221、环路滤波器222、压控振荡器223、第一放大器224、第一滤波器225和分频器226；
所述鉴相器221的输入端与所述功分放大电路21的输出端连接，所述鉴相器221的输出端经所述环路滤波器222与所述压控振荡器223的输入端连接，所述压控振荡器223的输出端分别连接所述第一放大器224的输入端和所述分频器226的输入端，所述分频器226的输出端连接所述鉴相器221的输入端，所述第一放大器224的输出端连接所述第一滤波器225的输入端，所述第一滤波器225的输出端连接所述Q频段多载波合成模块30的输入端。
所述二本振电路23包括N路二本振子电路，每路所述二本振子电路包括PDRO点频源231、ATT电路232、倍频器233、第二放大器234和第二滤波器235；
所述PDRO点频源231的输入端连接所述功分放大电路21的输出端，所述PDRO点频源231的输出端经所述ATT电路232与所述倍频器233的输入端连接，所述倍频器233的输出端经所述第二放大器234与所述第二滤波器235的输入端连接，所述第二滤波器235的输出端连接所述Q频段多载波合成模块30的输入端。
需要说明的是，每个一本振子电路采用数字分频锁相方案，通过接收控制模块10输出的低频控制信号，改变一本振输出频率，每个通道的输出本振频率可独立配置，一本振信号经过放大、滤波输出至Q频段多载波合成模块30。每个二本振子电路采用低相噪的PDRO点频源，再通过倍频、放大、滤波电路输出固定频率，所有通道输出频率相同。
本实施例中，频综模块20内部通过采用裸芯片设计，实现多通道高集成；且二本振具有通过采用低相噪点频源实现低相噪的优点。
在一实施例中，参照图3，所述Q频段多载波合成模块30包括多工器33、第一数控衰减器34、Q频段上变频电路35、N个中频放大电路31和N个C波段上变频电路32；
N通道所述S频段输入信号分别作为N个所述中频放大电路31的输入，N个所述中频放大电路31的输出端分别连接N个所述C波段上变频电路32的输入端，所述一本振信号和所述低频控制信号作为N个所述C波段上变频电路32的输入，N个所述C波段上变频电路32输出端连接所述多工器33的输入端；
所述多工器33的输出端连接所述第一数控衰减器34的输入端，所述低频控制信号作为所述数控衰减器的输入信号，且所述第一数控衰减器34的输出端连接所述Q频段上变频电路35的输入端，所述二本振信号作为Q频段上变频电路35的输入信号，所述Q频段上变频电路35输出合成的Q频段多载波。
需要说明的是，Q频段多载波合成模块30用于将多通道S频段输入信号一次变频至C频段，之后通过多工器33合成，在通过二次变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。
在一实施例中，中频放大电路31包括温补衰减器、固定衰减器和放大器，用于实现S频段输入信号的放大。
在一实施例中，所述C波段上变频电路32包括第二数控衰减器和第一混频器；
所述第一混频器用于将所述中频放大电路31输出的放大后的S频段输入信号与所述一本振信号混频至C波段；
所述第二数控衰减器用于根据所述低频控制信号调节各通道的增益。
在一实施例中，多工器33用于实现多路C波段多载波信号合成。
在一实施例中，所述Q频段上变频电路35包括第三放大器、第二混频器和第三滤波器，所述第三放大器的输入端连接所述第一数控衰减器34的输出端，所述第三放大器的输出端经所述第二混频器与所述第三滤波器的输入端连接；
所述第三放大器用于将合成后的C波段信号放大；
所述第二混频器用于将合成后的C波段信号与所述二本振信号混频至Q频段，合成所述Q频段多载波；
所述第三滤波器用于输出所述Q频段多载波。
本实施例采用在C波段进行合成，再通过变频至Q频段的设计方法，优化系统链路设计架构，降低设备量，具有轻量化优点；而且可实现多通道设计，具有高集成优点。
以下通过一具体实例对本发明实施例提出的星载Q频段多载波合成方案进行说明：
本实施例具体采用8路中心频点为960MHz信号进行合成，通道1信号带宽为10MHz，输出中心频率为37.55GHz；通道2、3、4信号带宽为30MHz，各通道输出中心频率分别为37.59GHz、37.65GHz、37.71GHz；通道5、6、7、8信号带宽为350MHz，各通道输出中心频率分别为38GHz、38.8GHz、39.5GHz、40.2GHz。
功分放大电路21将输入的100MHz的基准频率放大功分为8路，作为一本振电路22和二本振电路23的输入，一本振电路22根据低频控制信号，改变一本振输出频率，通道1输出本振频率为3.59GHz，通道2、3、4输出本振频率分别为3.63GHz、3.69GHz、3.75GHz，通道5、6、7、8输出本振频率分别为4.04GHz、4.84GHz、5.54GHz、6.24GHz。二本振电路23采用低相噪的PDRO点频源，输出点频为11GHz，再通过3次倍频、放大、滤波输出固定频率33GHz。
需要说明的是，一本振输出频率是由输出Q频段频率规划决定的，实施例仅给出目前一种具体设计，一本振可以依据输出Q频段频率规划调整。
经过C波段上变频电路32，通道1输出信号中心频率为4.55GHz，通道2、3、4输出信号中心频率分别为4.59GHz、4.65GHz、4.71GHz，通道5、6、7、8输出信号中心频率分别为5GHz、5.8GHz、6.5GHz、7.2GHz，通过接收低频控制信号，控制第二数控衰减器调整各通道输出功率。8路C波束信号通过多工器33合成后，输出4-8GHz的宽带信号。再经过Q频段上变频电路35，输出37-40.5GHz的Q频段宽带信号，Q频段多载波合成输出频谱图参见图4。
此外，参照图5，本发明另一实施例还提出了一种星载Q频段多载波合成方法，所述方法包括以下步骤：
S10、接收外部总线命令，生成低频控制信号；
S20、根据基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号；
S30、根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。
本实施例具有高频段(即指输出为Q频段，频率划分范围为高频)、大带宽(即指通过Q频段多载波合成模块30进行多路信号频率合成、变频、放大，实现输出宽带信号)、多通道(即指多路S频段输入信号)、高集成、轻量化(从系统架构设计和设计实现两方面体现，系统架构设计：通过在C频段进行多载波合成，然后在变频至Q频段，可简化系统设计复杂度)等优点，可广泛应用于星载转发器，实现将卫星多波束、高速激光信息通过Q/V馈电链路，传输到地面站。
在一实施例中，所述步骤S20，包括以下步骤：
将所述基准频率经放大功分器分为若干路信号；
采用数字分频锁相方案，基于所述低频控制信号，改变所述若干路信号输出频率，得到频率可配置的一本振信号；
采用低相噪的PDRO点频源对所述若干路信号进行处理，再依次通过倍频、放大、滤波电路输出固定频率，得到频率固定的二本振信号。
在一实施例中，所述步骤S30，包括以下步骤：
对N通道所述S频段输入信号进行放大；
将放大后的所述S频段输入信号与所述一本振信号混频至C波段，得到多路C波段载波信号；
基于所述低频控制信号调节各通道的增益，并将多路所述C波段载波信号合成，得到合成的C波段信号；
将所述C波段信号与所述二本振信号混频至Q波段，实现Q频段多载波合成。
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发明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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明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)

1.一种星载Q频段多载波合成装置，其特征在于，所述装置包括：控制模块、频综模块和Q频段多载波合成模块，基准频率和所述控制模块输出的低频控制信号作为所述频综模块的输入，N通道S频段输入信号和所述控制模块输出的低频控制信号作为所述Q频段多载波合成模块的输入，所述频综模块的输出端连接所述Q频段多载波合成模块的输入端；
所述频综模块用于根据所述基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号，其中，所述低频控制信号用于调节各通道的增益，所述一本振信号用于与所述S频段输入信号混频至C频段，所述二本振信号用于与C频段信号混频至Q频段；
所述Q频段多载波合成模块用于根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。
2.如权利要求1所述的星载Q频段多载波合成装置，其特征在于，所述频综模块包括功分放大电路、一本振电路和二本振电路，所述基准频率和所述控制模块输出的低频控制信号作为所述功分放大电路的输入，所述功分放大电路的输出分别连接所述一本振电路的输入端和所述二本振电路输入端，所述一本振电路的输出端和所述二本振电路输出端均与所述Q频段多载波合成模块的输入端连接。
3.如权利要求2所述的星载Q频段多载波合成装置，其特征在于，所述一本振电路包括N路一本振子电路，每路所述一本振子电路包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一放大器、第一滤波器和分频器；
所述鉴相器的输入端与所述功分放大电路的输出端连接，所述鉴相器的输出端经所述环路滤波器与所述压控振荡器的输入端连接，所述压控振荡器的输出端分别连接所述第一放大器的输入端和所述分频器的输入端，所述分频器的输出端连接所述鉴相器的输入端，所述第一放大器的输出端连接所述第一滤波器的输入端，所述第一滤波器的输出端连接所述Q频段多载波合成模块的输入端。
4.如权利要求2所述的星载Q频段多载波合成装置，其特征在于，所述二本振电路包括N路二本振子电路，每路所述二本振子电路包括PDRO点频源、ATT电路、倍频器、第二放大器和第二滤波器；
所述PDRO点频源的输入端连接所述功分放大电路的输出端，所述PDRO点频源的输出端经所述ATT电路与所述倍频器的输入端连接，所述倍频器的输出端经所述第二放大器与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端连接所述Q频段多载波合成模块的输入端。
5.如权利要求1所述的星载Q频段多载波合成装置，其特征在于，所述Q频段多载波合成模块包括多工器、第一数控衰减器、Q频段上变频电路、N个中频放大电路和N个C波段上变频电路；
N通道所述S频段输入信号分别作为N个所述中频放大电路的输入，N个所述中频放大电路的输出端分别连接N个所述C波段上变频电路的输入端，所述一本振信号和所述低频控制信号作为N个所述C波段上变频电路的输入，N个所述C波段上变频电路输出端连接所述多工器的输入端；
所述多工器的输出端连接所述第一数控衰减器的输入端，所述低频控制信号作为所述数控衰减器的输入信号，且所述第一数控衰减器的输出端连接所述Q频段上变频电路的输入端，所述二本振信号作为Q频段上变频电路的输入信号，所述Q频段上变频电路输出合成的Q频段多载波。
6.如权利要求5所述的星载Q频段多载波合成装置，其特征在于，所述C波段上变频电路包括第二数控衰减器和第一混频器；
所述第一混频器用于将所述中频放大电路输出的放大后的S频段输入信号与所述一本振信号混频至C波段；
所述第二数控衰减器用于根据所述低频控制信号调节各通道的增益。
7.如权利要求5所述的星载Q频段多载波合成装置，其特征在于，所述Q频段上变频电路包括第三放大器、第二混频器和第三滤波器，所述第三放大器的输入端连接所述第一数控衰减器的输出端，所述第三放大器的输出端经所述第二混频器与所述第三滤波器的输入端连接；
所述第三放大器用于将合成后的C波段信号放大；
所述第二混频器用于将合成后的C波段信号与所述二本振信号混频至Q频段，合成所述Q频段多载波；
所述第三滤波器用于输出所述Q频段多载波。
8.一种星载Q频段多载波合成方法，其特征在于，所述方法包括：
生成低频控制信号；
根据基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号，其中，所述低频控制信号用于调节各通道的增益，所述一本振信号用于与S频段输入信号混频至C频段，所述二本振信号用于与C频段信号混频至Q频段；
根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成。
9.如权利要求8所述的星载Q频段多载波合成方法，其特征在于，所述根据基准频率和所述低频控制信号，产生频率可配置的一本振信号和频率固定的二本振信号，包括：
将所述基准频率经放大功分器分为若干路信号；
采用数字分频锁相方案，基于所述低频控制信号，改变所述若干路信号输出频率，得到频率可配置的一本振信号；
采用低相噪的PDRO点频源对所述若干路信号进行处理，再依次通过倍频、放大、滤波电路输出固定频率，得到频率固定的二本振信号。
10.如权利要求8所述的星载Q频段多载波合成方法，其特征在于，所述根据所述低频控制信号、所述一本振信号和所述二本振信号，将N通道所述S频段输入信号一次变频至C频段进行多载波合成，并将合成的多载波信号变频至Q频段，实现Q频段多载波合成，包括：
对N通道所述S频段输入信号进行放大；
将放大后的所述S频段输入信号与所述一本振信号混频至C波段，得到多路C波段载波信号；
基于所述低频控制信号调节各通道的增益，并将多路所述C波段载波信号合成，得到合成的C波段信号；
将所述C波段信号与所述二本振信号混频至Q波段，实现Q频段多载波合成。
CN202210282424.6A 2022-03-22 2022-03-22 星载q频段多载波合成装置及方法 Active CN114665951B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210282424.6A CN114665951B (zh) 2022-03-22 2022-03-22 星载q频段多载波合成装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210282424.6A CN114665951B (zh) 2022-03-22 2022-03-22 星载q频段多载波合成装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114665951A CN114665951A (zh) 2022-06-24
CN114665951B true CN114665951B (zh) 2023-06-06

Family

ID=82032373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210282424.6A Active CN114665951B (zh) 2022-03-22 2022-03-22 星载q频段多载波合成装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114665951B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5937011A (en) * 1996-03-26 1999-08-10 Airnet Communications Corp. Multi-carrier high power amplifier using digital pre-distortion
CA2381999A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-08 Sirific Wireless Corporation Improved method and apparatus for up- and down- conversion of radio frequency (rf) signals
CN101299739A (zh) * 2008-06-27 2008-11-05 京信通信系统（中国）有限公司 多载波低中频信号发生器及其信号产生方法
JP2013093756A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Sharp Corp 送信装置、受信装置および通信システム
CN105429630A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 北京华航无线电测量研究所 一种Ku波段双通道分时复用的信号产生装置
CN107888273A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 南京誉葆科技有限公司 一种中继终端射频通道
CN111510197A (zh) * 2020-04-01 2020-08-07 上海航天测控通信研究所 星载双通道多频段可选上变频装置
CN112804179A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 国网山西省电力公司营销服务中心 一种多载波调制装置及其调制方法
CN113437983A (zh) * 2021-06-30 2021-09-24 成都九洲迪飞科技有限责任公司 一种l至ku波段多通道频率变换器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10312995B2 (en) * 2014-12-11 2019-06-04 Space Systems/Loral, Llc Digital payload with variable high power amplifiers

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5937011A (en) * 1996-03-26 1999-08-10 Airnet Communications Corp. Multi-carrier high power amplifier using digital pre-distortion
CA2381999A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-08 Sirific Wireless Corporation Improved method and apparatus for up- and down- conversion of radio frequency (rf) signals
CN101299739A (zh) * 2008-06-27 2008-11-05 京信通信系统（中国）有限公司 多载波低中频信号发生器及其信号产生方法
JP2013093756A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Sharp Corp 送信装置、受信装置および通信システム
CN105429630A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 北京华航无线电测量研究所 一种Ku波段双通道分时复用的信号产生装置
CN107888273A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 南京誉葆科技有限公司 一种中继终端射频通道
CN111510197A (zh) * 2020-04-01 2020-08-07 上海航天测控通信研究所 星载双通道多频段可选上变频装置
CN112804179A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 国网山西省电力公司营销服务中心 一种多载波调制装置及其调制方法
CN113437983A (zh) * 2021-06-30 2021-09-24 成都九洲迪飞科技有限责任公司 一种l至ku波段多通道频率变换器

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
5g毫米波移动通信系统射频前段研究;宋超;《中国优秀硕士论文全文数据库信息科技辑》;全文 *
Enhanced Topology of E-plane Resonators for High-Power Satellite Applications;Peverini OA;《ieee transaction on microwave theory and techniques》;全文 *
high capacity wireless iva mc-cdma/osillating-beam antenna array systems;Zekavat SA;《5th international symposium on wireless personal multimedia comnications》;全文 *
基于软件无线电的宽带ofdm数据传输系统的设计和研究;肖永江;《中国优秀硕士论文全文数据库信息科技辑》;全文 *
李晖.《卫星通信与卫星网络》.西安电子科技大学出版社,2018,全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114665951A (zh) 2022-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5109535A (en) Apparatus for transmission-reception simulation test for microwave communication
US7941093B2 (en) Spurious-free flexible frequency converter and a satellite communication repeater architecture
US7570919B2 (en) Transmitter, receiver, and radio communications system and method
WO1999004504A1 (fr) Equipement de radiocommunication
CN113225021B (zh) 超宽带恒温下变频器
JP2007520974A (ja) Ｅ帯域無線送受信機アーキテクチャ及びチップセット
JP3876154B2 (ja) ミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯通信システム
KR100313748B1 (ko) 주파수 변환기 및 주파수 변환기를 사용한 무선 통신 시스템
CN112514245B (zh) 宽频带毫米波前端集成电路
CN114785358A (zh) 一种小型化l至c波段多通道自适应频率变换器
EP1434362B1 (en) Frequency hopping system and method thereof
CN114665951B (zh) 星载q频段多载波合成装置及方法
EP1887685B1 (en) Apparatus and method of generating a plurality of synchronized radio frequency signals
JP2007180621A (ja) 周波数変換器及び周波数変換方法
CN116318228A (zh) 一种超宽带宽带可重构全频段高速跳频收发信机
CN113366768B (zh) 双偏振毫米波前端集成电路
CN214707702U (zh) 卫星信标接收机
US20150341080A1 (en) Transmission device and radio signal transmission method
US5669067A (en) Remotely controllable variable intermediate frequency transceiver
EP1207627A1 (en) An efficient GS;/DSC/UMTS (UTRA/FDD) RF transceiver architecture
CN220586273U (zh) 一种用于散射通信的捷变频组件系统
JP4142938B2 (ja) ミリ波帯送受信システム、送信装置、及び受信装置
JP3941783B2 (ja) レトロディレクティブアンテナ装置
CN117014028A (zh) 一种用于散射通信的捷变频组件系统
CN117879639A (zh) 低功耗收发机阵列架构

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