CN201365249Y - 一种ku波段双星多输出卫星高频头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种KU波段双星多输出卫星高频头，其在外壳上设置两个中心间隔6.3cm的馈源，用于同时接收两个卫星发射的信号，每个馈源的两路卫星信号经低噪声放大器放大后再由微带线二功分器分成两路，两个馈源总共分出八路信号，八路信号分别经带通滤波器滤波、混频器混频、第一级中频放大器放大后，每路信号再由一个微带线二功分器分成两路，八路信号分成十六路，四种不同的极化和波段方式的中频信号，此四种中频信号分别进入四个四进二出的矩阵选择开关，将其变成八路中频信号，八路中频信号再经四路两进一出的DiSEqC开关进行选择，产生四路输出信号，经第二级中频放大器放大后连接至输出接口上，进行多路同时输出。

Description

一种KU波段双星多输出卫星高频头

技术领域

本实用新型公开了一种应用在KU波段可以同时接收两颗相隔6度左右的卫星传输信号的无线电传输中继地面站接口设备，特别是一种有四个端口输出的可同时接收两颗相隔6度左右的卫星传输信号的KU波段双星多输出卫星高频头。

背景技术

随着全球卫星产业的发展以及我国直播卫星政策的逐步开放，消费市场对卫星视听接收系统的需求有很大的上升空间。现有技术中，卫星视听接收系统都是由抛物面天线、高频头、数字卫星接收机组成的一套完整的卫星地面接收站。目前的卫星视听接收系统多是采用KU波段，对于KU波段来说，作为卫星视听接收系统核心部件的高频头的作用是将天线收到的微弱信号进行放大滤波，并将卫星高频信号10.7-12.75GHz下变频到950~2150MHz频段的中频信号后再进行放大输出，用同轴电缆传送到卫星视听信号接收机，卫星视听信号接收机再将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星图像信号和伴音信号。作为传输卫星视听信号的卫星，一般常用卫星为13度的HOTBIRD和19.2度的ASTRA两颗，而目前市面上主流的高频头都为只能接收单颗卫星信号的卫星高频头，此种高频头应用时存在一个很大的缺陷，即一个抛物面天线上安装的一个卫星高频头只能接收一颗卫星的直播信号，若要接收多个卫星信号只能再设立抛物面天线或者将多个单星高频头用人工夹具固定在天线焦点处，再用一个DiSEqC(Digitalsatellite Equipment Control：数字卫星设备控制协议)开关进行单端口输出。上述两种人工接收多星的方式缺陷无疑都增加了成本，而且安装复杂。另外，由于一个DiSEqC开关只能多进一出的功能限制，这些接收方式只能有一个端口输出，只能为一个用户所使用，不能满足用户多路输出的需求。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的高频头都只能接收单颗卫星信号，如果想利用一个抛物面天线同时接收两颗卫星的信号，只能在抛物面天线上设置两个高频头，再用一个DiSEqC(Digital satelliteEquipment Control：数字卫星设备控制协议)开关进行连接输出，一方面增加成本，且安装复杂，另一方面，只能单口输出，不能同时满足多个用户需求。本实用新型提供一种新的高频头，其在外壳上设置两个中心间隔6.3CM的馈源，用于同时接收两个相隔6度左右的卫星发射的线极化卫星信号，每个馈源的两路卫星信号经低噪声放大器放大后再由微带线二功分器分成两路，两个馈源总共分出八路信号，八路信号分别经带通滤波器滤波、混频器混频、第一级中频放大器放大后，每路信号再由一个微带线二功分器分成两路，八路信号分成十六路，四种不同的极化和波段方式的中频信号，此四种中频信号分别进入四个四进二出的矩阵选择开关，将其变成八路中频信号，八路中频信号再经四路两进一出的DiSEqC(Digital satellite EquipmentControl：数字卫星设备控制协议)开关进行选择，产生四路输出信号，经第二级中频放大器放大后连接至输出接口上，进行多路同时输出。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：一种KU波段双星四输出卫星高频头，设置在抛物面天线和卫星接收机之间，包括外壳、设置在外壳上的馈源和输出接口、设置在外壳内的信号处理电路，馈源安装在外壳外侧，馈源设置有两个，两个馈源中心点距离为6.3CM；信号处理电路采用，与每个馈源分别连接有两路进行垂直极化和水平极化耦合的极化探针，每路极化探针分别连接有一路低噪声放大器，每一路低噪声放大器的输出上连接有一个第一级微带线二功分器，将四路卫星信号分成八路，每一路信号上连接一个可过滤出低波段10.7-11.7GHz和高波段11.7-12.75GHz的卫星信号带通滤波器，每一路带通滤波器分别连接一个将滤波后的信号与本地振荡器产生的信号进行混频处理的混频器，每个混频器分别与本地振荡器连接，每路混频器分别与一路第一级中频放大器连接，每路第一级中频放大器输出端分别与一个第二级微带线二功分器连接，将八路中频放大后的卫星信号分成十六路，与第一个馈源输出信号连接的四个第二级微带线二功分器，每个第二级微带线二功分器的两个输出端分别与第一矩阵选择开关和第三矩阵选择开关的输入端连接，与第二个馈源输出信号连接的四个第二级微带线二功分器，每个第二级微带线二功分器的两个输出端分别与第二矩阵选择开关和第四矩阵选择开关输入端连接，第一矩阵选择开关、第二矩阵选择开关、第三矩阵选择开关和第四矩阵选择开关均为四进二出的矩阵选择开关，第一矩阵选择开关的两个输出端分别与第一数字卫星设备控制协议开关和第二数字卫星设备控制协议开关的一个输入端连接，第二矩阵选择开关的两个输出端分别与第一数字卫星设备控制协议开关和第二数字卫星设备控制协议开关的另一个输入端连接，第三矩阵选择开关的两个输出端分别与第三数字卫星设备控制协议开关和第四数字卫星设备控制协议开关的一个输入端连接，第四矩阵选择开关的两个输出端分别与第三数字卫星设备控制协议开关和第四数字卫星设备控制协议开关的另一个输入端连接，第一数字卫星设备控制协议开关、第二数字卫星设备控制协议开关、第三数字卫星设备控制协议开关和第四数字卫星设备控制协议开关均为两进一出的数字卫星设备控制协议开关，每个数字卫星设备控制协议开关的输出端分别与一个第二级中频放大器连接，每个第二级中频放大器与一个输出接口连接。

本实用新型采用的技术手段进一步还包括：

所述的本地振荡器设置有两个，第一本地振荡器分别与降频处理各路低波段信号的混频器连接，第二本地振荡器分别与降频处理各路高波段信号的混频器连接。

所述的低噪声放大器采用三级串联连接的低噪声放大器。

所述的输出接口为可通过电缆线联结至数字卫星接收机的接口。

所述的两个馈源中心点距离还可为5.46CM。

所述的两个馈源中心点距离还可为3.78CM。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，外壳上设置有中心距离为6.3CM的两个馈源，可同时接收两个卫星的信号，不仅可使用户只用一个抛物面天线即可同时接收两个卫星的信号，节约使用成本，同时，两个馈源设置在同一高频头内，还可以大大简化安装调试过程，节约安装调试时间。两个馈源产生的卫星信号通过两级微带线二功分器分成十六路，再经过四进二出的矩阵选择开关，将其变成八路中频信号，八路中频信号再经四路两进一出的DiSEqC(Digitalsatellite Equipment Control：数字卫星设备控制协议)开关进行选择，同时供四个输出口输出，满足了人们多路输出的需求。

附图说明

图1为本实用新型侧视结构示意图。

图2为本实用新型信号处理电路原理方框结构示意图。

具体实施方式

本实用新型主要是一种可同时接收双星信号，并进行四路输出的高频头。下面以常用的两颗相隔6度左右的卫星，即13度HOTBIRD和19.2度ASTRA为例进行具体说明，以下皆以此两颗卫星为例进行说明。

请参看附图1，本实施例中，外壳3上安装有两个馈源01，02，馈源01和馈源02的中心距离为6.3CM，外壳3上还设有四个输出接口4，可同时进行多路输出，外壳3内安装有信号处理电路，进行卫星信号处理。

本实用新型主要设置在抛物面天线和数字卫星接收机之间，本实施例中的高频头是用于在一个尺寸为60cm-80cm的抛物面天线上同时接收13度HOTBIRD和19.2度ASTRA两颗相隔6度左右线极化直播卫星，具体的信号处理电路为：两路馈源01，02分别用于接收来自抛物面天线反射的13度卫星HOTBIRD和19.2度卫星ASTRA发出的频率为10.7-12.75GHz线极化卫星信号。因两颗卫星相隔6度左右，通过系统接收计算和实际应用经验，一般将两馈源01，02中心距离设定为6.3cm，可有效接受13度HOTBIRD和19.2度ASTRA的卫星信号，其中13度HOTBIRD卫星信号进入馈源01，19.2度ASTRA卫星信号进入馈源02。两组卫星信号分别进入馈源01、馈源02，馈源01和馈源02接收的卫星信号转换成水平线极化信号(HLP：HORIZONTAL LINEARPOLARIZATION)和垂直线极化信号(VLP：VERTICAL LINEARPOLARIZATION)后经导波管传输到极化探针(图中省略未画出)进行耦合，四路耦合后的信号分别传送到低噪声放大器11，低噪声放大器12，低噪声放大器13，低噪声放大器14中进行信号放大和低噪声处理，其中低噪声放大器11放大13度HOTBIRD卫星的垂直极化信号，低噪声放大器12放大13度HOTBIRD卫星的水平极化信号，低噪声放大器13放大19.2度ASTRA卫星的垂直极化信号，低噪声放大器14放大19.2度ASTRA卫星的水平极化信号。本实施例中，低噪声放大器11，低噪声放大器12，低噪声放大器13，低噪声放大器14均为采用三级串联连接的低噪声放大器组成，放大器型号为NE4210S01，NE3503S01，MGF4934。经四路低噪声放大器放大后的卫星极化信号分别输入四路微带线二功分器，即微带线二功分器21，微带线二功分器22，微带线二功分器23，微带线二功分器24，通过微带线二功分器分别将各自对应的不同极化的信号分为两路，即将四路信号分成八路信号。每路信号信号通过一个带通滤波器进行滤波处理，即带通滤波器31，带通滤波器32，带通滤波器33，带通滤波器34，带通滤波器35，带通滤波器36，带通滤波器37，带通滤波器38分别对四路微带线二功分器产生的八路信号进行处理，主要是提供符合后续要求的混频接口电平和带内平坦度，减少后续混频产生的组合频率，以起到抑制镜像干扰和保证信号纯度的作用。本实施例中带通滤波器31，带通滤波器33，带通滤波器35，带通滤波器37为频带为10.7-11.7GHz的低波段带通滤波器，带通滤波器31和带通滤波器35处理相对应的垂直极化信号，带通滤波器33和带通滤波器37处理相对应的水平极化信号；带通滤波器32，带通滤波器34，带通滤波器36，带通滤波器38为频带为11.7-12.75GHz的高波段带通滤波器，带通滤波器32和带通滤波器36处理相对应的垂直极化信号，带通滤波器34和带通滤波器38处理相对应的水平极化信号。经过带通滤波器处理后的信号按照不同的极化和波段方式分V/L(VERTICAL/LOW BAND：垂直极化/低波段，以下均用V/L表示)，V/H(VERTICAL/HIGH BAND：垂直极化/高波段，以下均用V/H表示)，H/L(HORIZONTAL/LOW BAND：水平极化/低波段，以下均用H/L表示)和H/H(HORIZONTAL/HIGH BAND：水平极化/高波段，以下均用H/H表示)  四种卫星信号。经过八路带通滤波器滤波后的输出信号分别输入八路混频器，即混频器41，混频器42，混频器43，混频器44，混频器45，混频器46，混频器47，混频器48中与本地振荡器61，本地振荡器62产生的信号进行混频处理相应产生出八路不同极化的中频信号。

本实施例中，具体为：1)频率为9.75GHz的本地振荡器61产生的信号经微带线二功分器51，微带线二功分器52分别分配在混频器41，混频器42，混频器43，混频器44处对低波段带通滤波器31，带通滤波器33，带通滤波器35，带通滤波器37的输出信号进行混频处理，产生950-1950MHz相对低波段的中频信号。其中混频器41产生13度HOTBIRD卫星输送的V/L信号，混频器42产生13度HOTBIRD卫星输送的H/L信号，混频器43产生19.2度ASTRA卫星输送的V/L信号，混频器44产生19.2度ASTRA卫星输送的H/L信号。

2)频率为10.6GHz的本地振荡器62产生的信号经微带线二功分器53，微带线二功分器54分别分配在混频器45，混频器46，混频器47，混频器48处对高波段带通滤波器32，带通滤波器34，带通滤波器36，带通滤波器38的输出信号进行混频处理，产生1100-2150MHz相对高波段的中频信号。其中混频器45产生13度HOTBIRD卫星输送的V/H信号，混频器46产生13度HOTBIRD卫星输送的H/H信号，混频器47产生19.2度ASTRA卫星输送的V/H信号，混频器48产生19.2度ASTRA卫星输送的H/H信号。

本实施例中，混频器型号为ALPHA7621，本地振荡器由NE5508S01或PHILPS424F和MARUWA 9.5GHz，10.45GHz的DRO组成。

由混频器产生的八路中频信号分别经过第一级中频放大器，即第一级中频放大器71，第一级中频放大器72，第一级中频放大器73，第一级中频放大器74，第一级中频放大器75，第一级中频放大器76，第一级中频放大器77，第一级中频放大器78进行信号放大和电平补偿。其中，第一级中频放大器71，第一级中频放大器72，第一级中频放大器75，第一级中频放大器76分别放大13度HOTBIRD卫星输送的V/L，H/L，V/H，H/H信号；第一级中频放大器73，第一级中频放大器74，第一级中频放大器77，第一级中频放大器78分别放大19.2度ASTRA卫星输送的V/L，H/L，V/H，H/H信号，本实施例中，第一级中频放大器选用的具体型号为PHILIPS2712。经第一级中频放大器放大处理后八路信号再分别经一个微带线二功分器，即微带线二功分器81，微带线二功分器82，微带线二功分器83，微带线二功分器84，微带线二功分器85，微带线二功分器86，微带线二功分器87，微带线二功分器88分配成为十六路中频信号，此十六路中频信号按照不同的极化和波段方式分V/L，V/H，H/L和H/H四种卫星中频信号，此四种卫星信号共十六路，分别以一路V/L，H/L，V/H，H/H信号为一组全波段信号进入四路四进二出的矩阵选择开关，即矩阵选择开关91，矩阵选择开关92，矩阵选择开关93，矩阵选择开关94内，即是每个矩阵选择开关的四个输入中均有V/L，H/L，V/H，H/H信号各一路，四个矩阵选择开关均由数字卫星接收机经电缆线输送的13V/18V，0K/22K的控制信号进行控制。其中矩阵选择开关91，矩阵选择开关93对13度HOTBIRD卫星对应的全波段信号进行控制，共输出四路可任意选择且相互独立工作中频信号，矩阵选择开关92，矩阵选择开关94对19.2度ASTRA卫星对应的全波段信号进行控制，共输出四路可任意选择且相互独立工作中频信号。本实施例中。矩阵选择开关型号为AMIC7531或者SKY13272。十六路信号经矩阵选择开关后产生八路中频信号(每个矩阵选择开关产生两路，四路矩阵选择开关共产生八路)分别经后接的四路两进一出的DiSEqC(即Digital satellite Equipment Control：数字卫星设备控制协议)开关进行选择，DiSEqC开关1011，DiSEqC开关1012，DiSEqC开关1013，DiSEqC开关1014均由数字卫星接收机经电缆线输送的DiSEqC1.0指令进行控制，每个DiSEqC开关都有13度HOTBIRD卫星对应的一组全波段信号和19.2度ASTRA卫星对应的一组全波段信号两路进入，由DiSEqC1.0指令选择其中一组中的任意一路中频信号进行输出。本实施例中，DiSEqC开关具体由台湾MDT公司MDT2010，友桂电子4MHz晶体振荡器和PHILIPS公司生产的PUMT1型号的三极管组成。MDT2010为内写有程序的控制器，程序内设有DiSEqC A和DiSEqCB两种选择模式，与MDT2010直接相连的4MHz晶体振荡器产生的信号经MDT2010内部处理转化为22K信号送与四路矩阵选择开关参与波段选择，经过数字卫星接收机DiSEqC指令后MDT2010选择输出DiSEqC A或者DiSEqC B，再通过控制器MDT2010产生的0/5V电压控制PHILIPS公司生产的PUMT1型号的三极管导通与截止对矩阵选择开关处理后的两路中频信号进行选择输出。一般内设控制程序默认DiSEqC A控制接收馈源01即接收13度HOTBIRD卫星信号，DiSEqC B控制接收馈源02即接收19.2度ASTRA卫星信号；在某些接收区域若要进行相反馈源控制接收，只需要通知MDT2010生产厂商将内设默认逻辑反相即可。由DiSEqC开关输出的四路中频信号分别输入一个第二级中频放大器，即第二级中频放大器1111，第二级中频放大器1112，第二级中频放大器1113，第二级中频放大器1114是将两进一出DiSEqC开关选择的中频信号进行信号放大和电平补偿，卫星信号经放大后到达本实用新型的四个输出接口4，经电缆线连接到四台数字卫星接收机就可以到达用户端。本实施例中，第二级中频放大器选用的型号为PHILIPS2712或DS2709。

本实用新型简化了系统的组装，以最少的元器件，最低的成本在保证高品质，高性能的前提下将直播卫星高频信号转换为中频信号进行数字卫星接收机接收，尤其将两颗卫星的直播信号仅用一个抛物面天线接收，且能同时四端口输出，满足四个用户用一根电缆线同时对两颗卫星信号视听接收，为广大消费者带来更简单的双星接收多输出解决方案。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，在电路方面对其架构进行改变就可以派生单输出、二输出、四输出、八输出的系列产品；在接收结构方面将两个馈源中心距离调整为5.46cm就可派生出可接收相隔4.3度卫星的双星高频头系列，调整为3.78cm就可派生出可接收相隔3度卫星的双星高频头系列。只要做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型专利保护范围。

Claims (6)

1.一种KU波段双星多输出卫星高频头，设置在抛物面天线和卫星接收机之间，包括外壳、设置在外壳上的馈源和输出接口、设置在外壳内的信号处理电路，其特征是：

所述的馈源安装在外壳外侧，馈源设置有两个，两个馈源中心点距离为6.3CM；

所述的信号处理电路采用，与每个馈源分别连接有两路进行垂直极化和水平极化耦合的极化探针，每路极化探针分别连接有一路低噪声放大器，每一路低噪声放大器的输出上连接有一个第一级微带线二功分器，将四路卫星信号分成八路，每一路信号上连接一个可过滤出低波段10.7-11.7GHz和高波段11.7-12.75GHz的卫星信号带通滤波器，每一路带通滤波器分别连接一个将滤波后的信号与本地振荡器产生的信号进行混频处理的混频器，每个混频器分别与本地振荡器连接，每路混频器分别与一路第一级中频放大器连接，每路第一级中频放大器输出端分别与一个第二级微带线二功分器连接，将八路中频放大后的卫星信号分成十六路，与第一个馈源输出信号连接的四个第二级微带线二功分器，每个第二级微带线二功分器的两个输出端分别与第一矩阵选择开关和第三矩阵选择开关的输入端连接，与第二个馈源输出信号连接的四个第二级微带线二功分器，每个第二级微带线二功分器的两个输出端分别与第二矩阵选择开关和第四矩阵选择开关输入端连接，第一矩阵选择开关、第二矩阵选择开关、第三矩阵选择开关和第四矩阵选择开关均为四进二出的矩阵选择开关，第一矩阵选择开关的两个输出端分别与第一数字卫星设备控制协议开关和第二数字卫星设备控制协议开关的一个输入端连接，第二矩阵选择开关的两个输出端分别与第一数字卫星设备控制协议开关和第二数字卫星设备控制协议开关的另一个输入端连接，第三矩阵选择开关的两个输出端分别与第三数字卫星设备控制协议开关和第四数字卫星设备控制协议开关的一个输入端连接，第四矩阵选择开关的两个输出端分别与第三数字卫星设备控制协议开关和第四数字卫星设备控制协议开关的另一个输入端连接，第一数字卫星设备控制协议开关、第二数字卫星设备控制协议开关、第三数字卫星设备控制协议开关和第四数字卫星设备控制协议开关均为两进一出的数字卫星设备控制协议开关，每个数字卫星设备控制协议开关的输出端分别与一个第二级中频放大器连接，每个第二级中频放大器与一个输出接口连接。

2.根据权利要求1所述的KU波段双星多输出卫星高频头，其特征是：所述的本地振荡器设置有两个，第一本地振荡器分别与降频处理各路低波段信号的混频器连接，第二本地振荡器分别与降频处理各路高波段信号的混频器连接。

3.根据权利要求1所述的KU波段双星多输出卫星高频头，其特征是：所述的低噪声放大器采用三级串联连接的低噪声放大器。

4.根据权利要求1所述的KU波段双星多输出卫星高频头，其特征是：所述的输出接口为可通过电缆线联结至数字卫星接收机的接口。

5.一种如权利要求1所述的KU波段双星多输出卫星高频头，其特征是：所述的两个馈源中心点距离为5.46CM。

6.一种如权利要求1所述的KU波段双星多输出卫星高频头，其特征是：所述的两个馈源中心点距离为3.78CM。

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