CN116032303A - 一种基于卫星通信的信号收发处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于卫星通信的信号收发处理装置，用于处理天线所收发的多路射频信号，所述装置包括卫星信号分合路模块、若干个接收通道和若干个发射通道；卫星信号分合路模块包括分合路器和时钟产生电路；分合路器对多路射频信号进行分合路；时钟产生电路为接收通道和发射通道提供时钟信号；每个接收通道包括中频基带接收模块，中频基带接收模块包括本振产生电路和依次连接的带外抑制电路、混频电路、第一通道抑制电路、中频通道信号补偿电路、第二通道抑制电路，时钟产生电路与本振产生电路连接，本振产生电路与混频电路连接，分合路器与带外抑制电路连接。本发明解决卫星通信中实现多路收发的时候不能很好地提高抗干扰性能的问题。

Description

一种基于卫星通信的信号收发处理装置

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，更具体地，涉及一种基于卫星通信的信号收发处理装置。

背景技术

在目前的卫星通信领域，尤其是车载舰载便携终端，天线和信道终端(主机)的距离较远，这里的天线大多是动中通有源天线，天线接收到的信号不仅包含有卫星通信的发射和接收信号，还包括卫星导航信号、控制信号以及直流信号，天线和信道终端之间通过一线通射频线缆来实现信号的传输，因此一线通射频线缆上不仅要传输卫星通信收发信号、卫星导航信号、控制信号还有直流信号。多路信号的分合路不仅给电路带来了设计难度，而且由于包含了多路信号的分离和合成，再加上一线通射频线缆的损耗，导致了天线端需要提供较大的射频增益，这样势必影响到接收系统抗干扰性能；另外，随着通信方式和通道设备的不断增加以及频谱利用率的提高，要求实现多路收发信号的同时传输并且实现设备的小型化，小型化、低成本以及高性能也是设计需要考虑的重点。

为了提高抗干扰性能，通常在射频通道上所采用的方法如下：1、通过增大接收通道的P-1(1dB压缩点)，但是这种方法受器件本身性能的限制，线性度高的芯片往往体积或者功耗会增大；2、通过在通道上采用抑制性很好的滤波器来实现，这种方法的优点是简单方便，但是如果接收通道的信道带宽很窄或者频点较高，通常的滤波器无法满足要求；3、采用超外差的方式，下变频后通过滤波器抑制带外干扰来达到提高抗干扰的性能，这种方法在目前的通信领域是很常见的，缺点是通过混频器后，会产生杂散，同时也会增加电路的复杂性；4、在相控阵天线中，由于天线阵元数很多，如果在每个通道都采用超外差和增加窄带的滤波器的方式，电路的复杂性、成本以及体积都会显著增加。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种基于卫星通信的信号收发处理装置，用于解决卫星通信中实现多路收发的时候不能很好地提高抗干扰性能的问题。

本发明采取的技术方案是：

一种基于卫星通信的信号收发处理装置，用于处理天线所收发的多路射频信号，所述装置包括卫星信号分合路模块、若干个接收通道和若干个发射通道；

所述卫星信号分合路模块包括分合路器和时钟产生电路；所述分合路器分别连接所述接收通道和所述发射通道，并对所述多路射频信号进行分合路；所述时钟产生电路分别连接所述接收通道和所述发射通道，并为所述接收通道和所述发射通道提供时钟信号；

每个所述接收通道包括中频基带接收模块，所述中频基带接收模块包括本振产生电路和依次连接的带外抑制电路、混频电路、第一通道抑制电路、中频通道信号补偿电路、第二通道抑制电路，所述时钟产生电路与所述本振产生电路连接，所述本振产生电路与所述混频电路连接，所述分合路器与所述带外抑制电路连接。

进一步地，所述第一通道抑制电路和所述第二通道抑制电路的通带有效带宽为500KHz；

所述第一通道抑制电路和所述第二通道抑制电路偏离中心频率±800KHz的抑制大于或等于35dB，和/或，偏离中心频率±1.1MHz的抑制大于或等于40dB；

所述第一通道抑制电路和所述第二通道抑制电路的插入损耗小于或等于1.5dB。

进一步地，所述中频通道信号补偿电路的增益大于或等于30dB。

进一步地，所述带外抑制电路在通带外距离通带15MHz的抑制大于或等于15dB，所述带外抑制电路的插入损耗小于或等于1.5dB。

进一步地，所述中频基带接收模块还包括依次连接的变频调谐电路和可调低通滤波电路，所述变频调谐电路与所述第二通道抑制电路连接，所述时钟产生电路与所述变频调谐电路连接。

进一步地，所述中频基带接收模块还包括基带信号补偿电路，所述基带信号补偿电路与所述可调低通滤波电路连接。

进一步地，每个所述发射通道包括发射调制模块，所述发射调制模块包括依次连接的基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路、发射I/Q调制电路、带外抑制和增益补偿电路，所述时钟产生电路与所述发射I/Q调制电路连接，所述分合路器与所述带外抑制和增益补偿电路连接。

进一步地，所述卫星分合路模块还包括ASK调制解调电路和/或隔离滤波电路，所述ASK调制解调电路用于调制和解调ASK信号，所述隔离滤波电路用于接收直流信号并对所述直流信号进行隔离滤波，所述分合路器与所述ASK调制解调电路连接，所述分合路器与所述隔离滤波电路连接。

进一步地，所述分合路器通过一分合滤波电路分别连接所述接收通道和所述发射通道，所述分合滤波电路对所述多路射频信号进行滤波，和/或，所述时钟产生电路通过一时钟滤波放大电路分别连接所述接收通道和所述发射通道，所述时钟滤波放大电路对提供给所述接收通道和所述发射通道的时钟信号进行滤波放大。

进一步地，所述带外抑制电路、所述混频电路、所述第一通道抑制电路、所述中频通道信号补偿电路和所述第二通道抑制电路和所述本振产生电路设置在一印制板，所述印制板设有第一层、第二层和位于第一层和第二层之间的中间层；所述带外抑制电路、所述混频电路、所述第一通道抑制电路、所述中频通道信号补偿电路和所述第二通道抑制电路位于所述第一层，所述本振产生电路位于所述第二层，所述中间层设有镂空。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过带外抑制电路以及多个中频通道抑制电路，一方面实现了对强干扰的带外抑制，尤其针对靠近通道近端的抑制，即使在同时处理多路收发信号时，仍然有高抗干扰性能，另一方面可以降低天线的电路复杂度，并减小天线的体积。

附图说明

图1为本发明实施例1的基于卫星通信的信号收发处理装置组成示意图。

图2为本发明实施例1的接收通道内中频基带接收模块组成示意图。

图3为本发明实施例1的接收通道内中频基带接收模块另一组成示意图。

图4为本发明实施例1的发射通道内发射调制模块组成示意图。

图5为本发明实施例1的基于卫星通信的信号收发处理装置另一组成示意图。

图6为本发明实施例2的接收通道内中频基带接收模块组成示意图。

图7为本发明实施例3的基于卫星通信的信号收发处理装置组成示意图。

图8为本发明实施例3的卫星信号分合路模块组成示意图。

附图标记：100-信号收发处理装置；200-天线；300-主控单元；110-卫星信号分合路模块；120-接收通道；130-发射通道；111-分合路器；112-时钟产生电路；113-分合滤波电路；114-接收放大电路；1141-卫星接收放大电路；1142-导航接收放大电路；115-发射放大电路；1151-卫星发射放大电路；116-时钟滤波放大电路；117-ASK调制解调电路；118-卫星信号抑制电路；119-隔离滤波电路；121-本振产生电路；1211-锁相环电路；1212-本振放大电路；1213-本振滤波电路；1214-时钟分路电路；122-带外抑制电路；123-混频电路；124-第一通道抑制电路；125-中频通道信号补偿电路；126-第二通道抑制电路；127-变频调谐电路；128-可调低通滤波电路；129-基带信号补偿电路；131-基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路；132-发射I/Q调制电路；133-带外抑制和增益补偿电路；201-动中通天线。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

本实施例提供一种基于卫星通信的信号收发处理装置100，用于处理所收发的多路射频信号。其中，接收的多路射频信号可以包括卫星通信接收信号、卫星导航信号、直流信号等，发射的多路射频信号可以包括卫星通信发射信号、卫星控制信号等。

图1为一个实施例中基于卫星通信的信号收发处理装置100组成示意图，如图1所示，该信号收发处理装置100包括卫星信号分合路模块110、若干个接收通道120和若干个发射通道130。接收通道120的数量、发射通道130的数量可以根据实际而设置，接收通道120的数量和发射通道130的数量可以相同，也可以不相同。

本实施例所提供的信号收发处理装置100，在实际应用中可以集成为一主机终端，配合天线200进行多路信号的收发处理。当信号收发处理装置100配合天线200应用时，接收通道120的数量、发射通道130的数量可匹配于天线200阵列中的天线200阵元数量。信号收发处理装置100可以对通过天线200所接收的射频信号进行处理，经过信号收发处理装置100处理后的射频信号，也可以通过天线200发射出去。具体地，卫星信号分合路模块110连接天线200，从天线200接收射频信号、经天线200发射射频信号。

也即，本实施例是区别于传统在在天线200进行多通道带外抑制的方式，而是在集成的主机终端中进行多通道带外抑制，可以降低天线200的电路复杂性、减小天线200的体积。

集成为一主机终端的信号收发处理装置100，还可以配合主控单元300进行多路射频信号的收发处理，信号收发处理装置100将所接收的射频信号进行处理后可以输出至主控单元300，主控单元300输出的信号也可以通过信号收发处理装置100进行处理后再发射。主控单元300可以为MCU(Micro Processor Unit，微处理器)、FPGA(Field ProgrammableGate Array，可编程的逻辑阵列)等。具体地，接收通道120和发射通道130分别连接主控单元300，接收通道120处理后的信号输出至主控单元300，主控单元300输出的信号输出至发射通道130进行处理。

卫星信号分合路模块110包括分合路器111和时钟产生电路112；分合路器111分别连接接收通道120和发射通道130，并对多路射频信号进行分合路；时钟产生电路112分别连接接收通道120和发射通道130，并为接收通道120和发射通道130提供时钟信号。

分合路器111可以将所接收到的多路射频信号进行分路，分别输出至不同的接收通道120，让各个接收通道120对应处理各路接收到的射频信号。分合路器111还可以将各个发射通道130输出的多路射频信号进行合路，让各个发射通道130对应处理各路需发射的射频信号。

分合路器111可以通过一分合滤波电路113分别连接接收通道120和发射通道130，分合滤波电路113对多路射频信号进行滤波。分合路器111和分合滤波电路113保证了各个信号之间的隔离度，实现了不同通道信号之间的低插入损耗和高度隔离。相比于传统的单通道滤波方式，设置分合滤波电路113可以提高不同通道信号之间的滤波效果和隔离效果。

分合滤波电路113还可以设置接收放大电路114和发射放大电路115，分合路器111依次通过分合滤波电路113、接收放大电路114连接接收通道120，分合路器111依次通过分合滤波电路113、发射放大电路115连接发射通道130。接收放大电路114和发射放大电路115可以实现对应通道信号的放大，补偿由于分合路以及天线200传输所带来的插损。

时钟产生电路112可以同时为若干个接收通道120和若干个发射通道130提供时钟信号。具体地，时钟产生电路112可以采用高稳定度、良好相噪的恒温晶振，以产生稳定的时钟信号。

为了能给接收通道120和发射通道130提供稳定的时钟信号，时钟产生电路112还可以连接一时钟滤波放大电路116，通过该时钟滤波放大电路116分别连接接收通道120和发射通道130。时钟滤波放大电路116对提供给接收通道120和发射通道130的时钟信号进行滤波放大，对时钟信号的谐波抑制可以大于或等于40dB。

每个接收通道120包括中频基带接收模块，图2是中频基带接收模块的组成示意图。如图2所示，中频基带接收模块包括本振产生电路121和依次连接的带外抑制电路122、混频电路123、第一通道抑制电路124、中频通道信号补偿电路125、第二通道抑制电路126，本振产生电路121与混频电路123连接，分合路器111与带外抑制电路122连接，时钟产生电路112与本振产生电路121连接。

经过分合路器111输出的信号进入接收通道120，先通过带外抑制电路122，可以提高带外抗干扰性能；再通过混频电路123与本振产生电路121所产生的本振信号进行混频，得到中频信号，实现信号的下变频；中频信号可以通过第一通道抑制电路124和第二通道抑制电路126，实现窄带抗干扰性能，对信号的近端和远端都能良好地抑制，解决在天线200无法解决的近端干扰问题；在第一通道抑制电路124与第二通道抑制电路126之间，通过中频通道信号补偿电路125，对中频信号的插入损耗进行补偿。

带外抑制电路122的插入损耗可以小于或等于1.5dB，在通带外距离通带15MHz的抑制大于或等于15dB，如此可以保证带外抗干扰性能。带外抑制电路122可以舍弃传统的声表滤波器(简称SAW，是利用压电材料的压电特性，利用输入与输出换能器将电波的输入信号转换成机械能，再把机械能转换成电的信号，以过滤不必要的信号及杂讯)和LC滤波器(又称无源滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合而设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波)，而采用FBAR滤波器(film bulk acoustic resonator滤波器，薄膜腔声谐振滤波器)，FBAR滤波器是使用硅底板、借助微机电系统技术以及薄膜技术而制造出来。

第一通道抑制电路124和第二通道抑制电路126需要同时对卫星的接收频段信号和本振信号要有良好的抑制，避免镜像干扰和倒易混频干扰的产生，并要实现中频通道良好的阻抗匹配，而且也要充分考虑器件的可实现性，因此第一通道抑制电路124和第二通道抑制电路126可以先保证插入损耗不能过大，插入损耗优选为小于或等于1.5dB，再重点考虑近端和远端带外抑制，同时尽最大可能降低阻抗匹配的难度，中频有效带宽500KHz，偏离中心频率±800KHz的抑制大于35dB，偏离中心频率±1.1MHz的抑制大于或等于40dB，由此每个通道抑制电路对中频信号和本振信号的抑制均大于40dB。采用两级通道抑制电路，对距离中心频点±800KHz处的抑制可以大于70dB，距离中心频点±1.1MHz处的抑制可以大于80dB。

中频通道信号补偿电路125的增益可以大于30dB，尽可能的弥补了由于第一通道抑制电路124、第二通道抑制电路126和混频电路123所带来的插入损耗对系统性能造成的影响。

图3为本振产生电路121细化后的中频基带接收模块。本振产生电路121是在时钟产生电路112所输出时钟信号的控制下，产生本振信号。如图3所示，本振产生电路121具体可以包括依次连接的锁相环电路1211、本振放大电路1212和本振滤波电路1213，锁相环电路1211与时钟产生电路112连接，锁相环电路1211也可以通过时钟滤波放大电路116与时钟产生电路112连接，

本振滤波电路1213与混频电路123连接。本振滤波电路1213实现了对所接收射频信号和及其下变频后的中频信号的高抑制，其抑制可以大于或等于40dB，采用高抑制性能的本振滤波电路1213，可以降低由于混频电路123的非线性产生的杂散频点对接收通道120的影响。

每个发射通道130包括发射调制模块，图4是发射调制模块的组成示意图。如图4所示，发射调制模块包括依次连接的基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路131、发射I/Q调制电路132、带外抑制和增益补偿电路133，发射I/Q调制电路132与时钟产生电路112连接，发射I/Q调制电路132也可以通过时钟滤波放大电路116与时钟产生电路112连接。带外抑制和增益补偿电路133与分合路器111连接，带外抑制和增益补偿电路133也可以通过分合滤波电路113与分合路器111连接。

基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路131主要实现对需发射的基带I/Q信号的低通带外抑制和阻抗匹配，发射I/Q调制电路132实现了基带I/Q信号到中频信号的转换，以及中频信号到射频信号的上变频和增益自动控制，发射I/Q调制电路132集成了内部锁相环和压控振荡器VCO，发射I/Q调制电路132在时钟产生电路112所产生的、经时钟滤波放大电路116滤波放大后的时钟信号控制下，将基带I/Q信号转换为中频信号。带外抑制和增益补偿电路133主要实现发射通道130的带外杂散抑制和增益的补偿。

如图5所示，本实施例所提供的信号收发处理装置100除了处理卫星接收信号和卫星发射信号以外，还可以处理ASK信号(ASK即“幅移键控”，又称为“振幅键控”，相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已；ASK信号为采用ASK的调制方式调制的信号)、直流信号等。

为了处理所收发的ASK信号，卫星信号分合路模块110还包括与分合路器111连接的ASK调制解调电路117，分合路器111可以通过一卫星信号抑制电路118与ASK调制解调电路117连接。ASK调制解调电路117可以对ASK信号实现调制和解调。卫星信号抑制电路118可以在ASK信号进入ASK调制解调电路117进行解调之前，对ASK信号实现干扰抑制；卫星信号抑制电路118也可以在ASK调制解调电路117调制完ASK信号后，对ASK实现干扰抑制再发送至分合路器111中进行合路，并最终通过天线200发射。

ASK调制解调电路117可以与主控单元300连接，ASK调制解调电路117解调后的ASK信号可以输出至主控单元300，主控单元300输出的待调制信号可以由ASK调制解调电路117调制成ASK信号。

为了处理所需发射的直流信号，卫星分合路模块110还包括与分合路器111连接的隔离滤波电路119，隔离滤波电路119用于接收直流信号并对所述直流信号进行隔离滤波。卫星信号抑制电路118与隔离滤波电路119连接。

隔离滤波电路119可以与主控单元300连接，主控单元300输出的直流信号由隔离滤波电路119进行隔离滤波。

实施例2

基于相同的发明构思，在实施例1的基础上，本实施例对接收通道120内的中频基带接收模块继续优化。如图6所示，中频基带接收模块还可以包括依次连接的变频调谐电路127和可调低通滤波电路128，变频调谐电路127与第二通道抑制电路126连接，时钟产生电路112与变频调谐电路127连接。

经两级通道抑制电路后的中频信号在中频基带接收模块中直接进入变频调谐电路127，实现中频信号到基带I/Q信号的转换以及自动增益控制，通过可调低通滤波电路128进行低通滤波处理。在此所设置的可调低通滤波电路128，舍弃了传统在卫星接收前端或者中频信号处理中进行可调滤波的思路，而是对模拟的基带I/Q信号进行低通滤波处理，且滤波带宽可以根据需要进行灵活配置调节，实现精准滤波，这种处理方式和前面中频通道信号补偿电路125进行结合，对降低基带噪声功率和提高抗干扰性能有重要的作用。

变频调谐电路127是在时钟产生电路112所输出时钟信号的控制下，将中频信号转换为基带I/Q信号。本振产生电路121中的锁相环电路1211以及变频调谐电路127均需要接收时钟产生电路112所输出的时钟信号，因此可设置一时钟分路电路1214，时钟产生电路112通过该时钟分路电路1214分别连接本振产生电路121中的锁相环电路1211以及变频调谐电路127，时钟分路电路1214可以根据时钟产生电路112所输出的时钟信号产生两路时钟信号，分别提供给锁相环电路1211和变频调谐电路127。

中频基带接收模块还可以包括基带信号补偿电路129，基带信号补偿电路129与可调低通滤波电路128连接。基带信号补偿电路129实现了对基带I/Q信号的放大，由此可以进行增益补偿，降低前面的增益压力。具体地，要实现对基带I/Q信号的增益控制，只需要改变基带信号补偿电路129中增益调节电阻即可。

对于信号收发处理装置100的具体结构而言，可采用腔体设计，发射通道130、接收通道120通过腔体屏蔽隔离，不同发射通道130之间、不同接收通道120之间也可以通过腔体屏蔽隔离。在接收通道120中，混频电路123、第一通道抑制电路124、中频通道信号补偿电路125、第二通道抑制电路126和时钟产生电路112设置在一印制板，印制板设有第一层、第二层和位于第一层和第二层之间的中间层。混频电路123、第一通道抑制电路124、中频通道信号补偿电路125和第二通道抑制电路126位于第一层，时钟产生电路112位于第二层，中间层设有镂空。采用射频信号和中频信号走第一层、本振信号走第二层的不同层走线方式，每种信号之间均通过盖板压接印制板的形式进行空间物理隔离，压接部分采用印制板开窗的处理方式，可以避免射频信号、本振信号和中频信号之间的串扰。所有射频信号走线周围可以通过密集过孔包地处理，最大程度避免信号之间串扰。

接收通道120和/或发射通道130可以采用模块化设计，而且不同接收通道120、不同发射通道130供电相互独立。接收通道120中本振产生电路121的锁相环电路1211可以采用LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)供电。

实施例3

基于相同的发明构思，本实施例以一个具有3个接收通道120、2个发射通道130的信号收发处理装置100为例，进行更详细的说明。如图7所示，该信号收发处理装置100包括卫星信号分合路模块110、3个接收通道120和2个发射通道130，其可以一并处理卫星发射信号、卫星接收信号、直流信号、ASK信号以及卫星导航信号共计5种射频信号。卫星信号分合路模块110可以有3个接收接口RX1、RX2、RX3分别与3个接收通道120连接，有发射接口TX1、TX2分别与2个发射通道130连接，有时钟接口CLK向接收通道120和发射通道130传输时钟信号，还可以有用于与主控单元300连接的接口BD_RX。

该信号收发处理装置100所配合连接的天线200可以为动中通天线201。信号收发处理装置100通过一线通射频电缆与动中通天线201连接。动中通天线201可以配置在各种移动载体上，载体在移动过程中，动中通天线201能自动搜索、识别、锁定并实时精确跟踪同步轨道卫星，保持与卫星建立可靠的通信链路，实现运动中的卫星通信。一线通射频电缆即为一根射频同轴线缆，可以方便用户使用，减少使用时设备间的连接走线。

图8为该信号收发处理装置100中卫星信号分合路模块110的组成示意图。如图8所示，卫星信号分合路模块110包括相互连接的分合路器111和分合滤波电路113，分合滤波电路113分别通过一卫星接收放大电路1141连接接收通道120、通过一导航接收放大电路1142连接接收通道120、通过一发射放大电路115连接每个发射通道130，每个接收通道120和每个发射通道130分别连接一主控单元300。

卫星信号分合路模块110还包括与分合路器111连接的ASK调制解调电路117，ASK调制解调电路117还与主控单元300连接。分合路器111可以通过一卫星信号抑制电路118与ASK调制解调电路117连接，卫星信号抑制电路118还与主控单元300连接，卫星信号抑制电路118可以通过一隔离滤波电路119与主控单元300连接。

动中通天线201接收到多路射频信号后，通过一线通射频电缆将多路射频信号传输至分合路器111，由分合路器111对多路射频信号进行分路，并通过分合滤波电路113进行滤波。所接收到的不同种射频信号滤波后可以进行如下不同的处理：

(1)通过分合滤波电路113滤波后的卫星接收信号，可以输出至卫星接收放大电路1141进行放大，放大后的卫星接收信号进入其中一个接收通道120，卫星接收放大电路1141可以补偿卫星接收信号由于分合路和一线通带来的插损；

(2)通过分合滤波电路113滤波后的卫星导航信号，可以输出至导航接收放大电路1142进行放大，放大后的卫星导航信号进入另一个接收通道120，导航接收放大电路1142可以补偿卫星导航信号由于分合路和一线通带来的插损。

(3)通过分合滤波电路113滤波后的ASK信号，可以先通过卫星信号抑制电路118进行滤波，并进入ASK调制解调电路117进行解调，得到解调后的ASK信号后传输至主控单元300，卫星信号抑制电路118可以保证ASK信号的低损耗。

卫星信号分合路模块110还包括时钟产生电路112，时钟产生电路112采用高稳定、良好相噪的恒温晶振，同时为3个接收通道120和2个发射通道130提供稳定的时钟信号。时钟产生电路112通过一时钟滤波放大电路116分别连接接收通道120和放大通道，时钟滤波放大电路116对提供给接收通道120和发射通道130的时钟信号进行滤波放大，对时钟信号的谐波抑制可以大于或等于40dB。

卫星信号分合路模块110还包括电源转化电路101，电源转化电路101实现对外界输入的电压直流信号进行滤波和电压转换，得到信号收发处理装置100所需要的电压信号，满足其功耗要求。

每个接收通道120包括中频基带接收模块，图6是中频基带接收模块的组成示意图。如图6所示，中频基带接收模块包括本振产生电路121和依次连接的带外抑制电路122、混频电路123、第一通道抑制电路124、中频通道信号补偿电路125、第二通道抑制电路126、变频调谐电路127、可调低通滤波电路128和基带信号补偿电路129。其中，本振产生电路121包括依次连接的锁相环电路1211、本振放大电路1212和本振滤波电路1213，时钟产生电路112依次通过时钟滤波放大电路116、时钟分路电路1214与锁相环电路1211连接，本振滤波电路1213与混频电路123连接，时钟分路电路1214还与变频调谐电路127连接。分合路器111依次通过分合滤波电路113、卫星接收放大电路1141/导航接收放大电路1142与带外抑制电路122连接，基带信号补偿电路129与主控单元300连接。

带外抑制电路122的插入损耗可以小于或等于1.5dB，在通带外距离通带15MHz的抑制大于或等于15dB。第一通道抑制电路124和第二通道抑制电路126的插入损耗优选为小于或等于1.5dB，中频有效带宽500KHz，偏离中心频率±800KHz的抑制大于35dB，偏离中心频率±1.1MHz的抑制大于或等于40dB，由此每个通道抑制电路对中频信号和本振信号的抑制均大于40dB。采用两级通道抑制电路，对距离中心频点±800KHz处的抑制可以大于70dB，距离中心频点±1.1MHz处的抑制可以大于80dB。中频通道信号补偿电路125的增益可以大于30dB。本振滤波电路1213的抑制可以大于或等于40dB。

如图6、图8所示，经时钟滤波放大电路116滤波放大后的时钟信号会通过时钟分路电路1214分成两路时钟信号，分别传输至锁相环电路1211和变频调谐电路127。锁相环电路1211在该时钟信号下产生本振信号，并依次经过本振放大电路1212、本振滤波电路1213对本振信号进行放大和滤波，将放大和滤波后的本振信号输出至混频电路123。

动中通天线201可以同时接收3路卫星接收信号/卫星导航信号，经分合路器111进行分路，并经分合滤波电路113进行滤波、经卫星接收放大电路1141/导航接收放大电路1142进行放大后，分别由3个接收通道120对应处理成基带I/Q信号。进入接收通道120后的卫星接收信号/卫星导航信号，先通过带外抑制电路122，可以提高带外抗干扰性能；再通过混频电路123，与放大和滤波后的本振信号进行混频，得到中频信号，实现射频信号的下变频；中频信号可以通过第一通道抑制电路124和第二通道抑制电路126，实现窄带抗干扰性能，对信号的近端和远端都能良好地抑制；在第一通道抑制电路124与第二通道抑制电路126之间，还通过中频通道信号补偿电路125，对中频信号的插入损耗进行补偿。

第二通道抑制电路126将中频信号输出至变频调谐电路127，变频调谐电路127在时钟信号的控制下，将中频信号转换为基带I/Q信号；基带I/Q信号再通过可调低通滤波电路128进行低通滤波处理；低通滤波后的基带I/Q信号通过基带信号补偿电路129进行增益补偿，实现对基带I/Q的增益控制；最后增益补偿后的基带I/Q信号输出至主控单元300。

每个发射通道130包括发射调制模块，图4是发射调制模块的组成示意图。如图4所示，发射调制模块包括依次连接的基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路131、发射I/Q调制电路132、带外抑制和增益补偿电路133，时钟产生电路112与发射I/Q调制电路132连接，分合滤波电路113与带外抑制和增益补偿电路133连接。基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路131主要实现对需发射的基带I/Q信号的低通带外抑制和阻抗匹配，发射I/Q调制电路132实现了基带I/Q信号到中频信号的转换，以及中频信号到射频信号的上变频和增益自动控制，发射I/Q调制电路132集成了内部锁相环和压控振荡器VCO。带外抑制和增益补偿电路133主要实现发射通道130的带外杂散抑制和增益的补偿。

如图4、图8所示，主控单元300将需要发射的基带I/Q信号传输至发射通道130，由发射通道130处理成卫星发射信号。主控单元300可以同时发射2路基带I/Q信号，分别由2个发射通道130对应处理成卫星发射信号。进入发射通道130后的基带I/Q信号，先通过基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路131，进行低通带外抑制和阻抗匹配；再通过发射I/Q调制电路132转换为中频信号，并上变频成卫星发射信号；卫星发射信号输出至卫星发射放大电路1151进行放大，放大后的卫星发射信号通过分合滤波电路113进行滤波；不同发射通道130输出的卫星发射信号由分合路器111进行合路，合路后的卫星发射信号通过一线通射频电缆传输至动中通天线201，由动中通天线201发射出去。

主控单元300还可以输出ASK信号，ASK信号进入ASK调制解调电路117进行调制，得到调制后的ASK信号，再通过卫星信号抑制电路118对ASK信号进行滤波后，最后经过合路器与其他卫星发射信号(如果有)和/或直流信号(如果有)合路后经动中通天线201发射出去。

主控单元300还可以输出直流信号，直流信号进入隔离滤波电路119滤波后，进入卫星信号抑制电路118进一步进行滤波，最后经过合路器与其他卫星发射信号(如果有)和/或ASK信号(如果有)合路后经动中通天线201发射出去。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于卫星通信的信号收发处理装置，用于处理天线所收发的多路射频信号，其特征在于，所述装置包括卫星信号分合路模块、若干个接收通道和若干个发射通道；

所述卫星信号分合路模块包括分合路器和时钟产生电路；所述分合路器分别连接所述接收通道和所述发射通道，并对所述多路射频信号进行分合路；所述时钟产生电路分别连接所述接收通道和所述发射通道，并为所述接收通道和所述发射通道提供时钟信号；

每个所述接收通道包括中频基带接收模块，所述中频基带接收模块包括本振产生电路和依次连接的带外抑制电路、混频电路、第一通道抑制电路、中频通道信号补偿电路、第二通道抑制电路，所述时钟产生电路与所述本振产生电路连接，所述本振产生电路与所述混频电路连接，所述分合路器与所述带外抑制电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述第一通道抑制电路和所述第二通道抑制电路的通带有效带宽为500KHz；

所述第一通道抑制电路和所述第二通道抑制电路偏离中心频率±800KHz的抑制大于或等于35dB，和/或，偏离中心频率±1.1MHz的抑制大于或等于40dB；

所述第一通道抑制电路和所述第二通道抑制电路的插入损耗小于或等于1.5dB。

3.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述中频通道信号补偿电路的增益大于或等于30dB。

4.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述带外抑制电路在通带外距离通带15MHz的抑制大于或等于15dB，所述带外抑制电路的插入损耗小于或等于1.5dB。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述中频基带接收模块还包括依次连接的变频调谐电路和可调低通滤波电路，所述变频调谐电路与所述第二通道抑制电路连接，所述时钟产生电路与所述变频调谐电路连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述中频基带接收模块还包括基带信号补偿电路，所述基带信号补偿电路与所述可调低通滤波电路连接。

7.根据权利要求1至4、6任一项所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，每个所述发射通道包括发射调制模块，所述发射调制模块包括依次连接的基带I/Q阻抗匹配和带外抑制电路、发射I/Q调制电路、带外抑制和增益补偿电路，所述时钟产生电路与所述发射I/Q调制电路连接，所述分合路器与所述带外抑制和增益补偿电路连接。

8.根据权利要求1至4、6任一项所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述卫星分合路模块还包括ASK调制解调电路和/或隔离滤波电路，所述ASK调制解调电路用于调制和解调ASK信号，所述隔离滤波电路用于接收直流信号并对所述直流信号进行隔离滤波，所述分合路器与所述ASK调制解调电路连接，所述分合路器与所述隔离滤波电路连接。

9.根据权利要求1至4、6任一项所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述分合路器通过一分合滤波电路分别连接所述接收通道和所述发射通道，所述分合滤波电路对所述多路射频信号进行滤波，和/或，所述时钟产生电路通过一时钟滤波放大电路分别连接所述接收通道和所述发射通道，所述时钟滤波放大电路对提供给所述接收通道和所述发射通道的时钟信号进行滤波放大。

10.根据权利要求1至4、6任一项所述的一种基于卫星通信的信号收发处理装置，其特征在于，所述带外抑制电路、所述混频电路、所述第一通道抑制电路、所述中频通道信号补偿电路和所述第二通道抑制电路和所述本振产生电路设置在一印制板，所述印制板设有第一层、第二层和位于第一层和第二层之间的中间层；所述带外抑制电路、所述混频电路、所述第一通道抑制电路、所述中频通道信号补偿电路和所述第二通道抑制电路位于所述第一层，所述本振产生电路位于所述第二层，所述中间层设有镂空。

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