CN202978911U - 一种星用Ku波段接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种星用Ku波段接收机，由Ku波段接收前端、中频接收机和I/Q解调器组成。动态范围-110dBm～-45dBm、带宽±160MHz的输入射频信号经过Ku波段接收前端的放大、滤波、混频等功能后，产生信号带宽30MHz的一中频信号，再经过中频接收机的放大、混频、增益控制、滤波等功能后，产生信号带宽的3MHz的二中频信号，再经过I/Q解调器，产生I/Q信号，给后级数字单元使用，接收机总增益大于120dB。本实用新型组件电路方案简介，性能优良，可靠性高，其大动态及高灵敏度的优点，提高了现有星用接收机的性能。

Description

一种星用Ku波段接收机

技术领域

本实用新型涉及航天微波有源产品设计制造领域，主要是涉及一种应用于监测和调查海洋环境卫星雷达高度计分系统。 

背景技术

星用Ku波段接收机将天线接收到Ku波段信号（13GHz～14GHz）通过两次下变频产生I/Q信号，并放大到一定电平输出的雷达高度计分系统。目前国内鲜有研制记录和报道。国外从公开渠道了解欧美法合作的JASON-2卫星搭载了高度计接收机，产品基本采用超外差体制，通过两次变频方式实现频谱搬移功能。其并不能适用我国海洋环境卫星雷达高度计分系统，研制适用于我国海洋换用的接收机势在必行。 

实用新型内容

发明目的本实用新型所解决的技术问题在于针对我国海洋环境卫星雷达高度计分系统指标要求，提供一种大动态、高灵敏度星用接收机。 

技术方案：为解决技术问题，本实用新型采用的技术方案是： 

一种星用Ku波段接收机，由Ku波段接收前端、中频接收机和I/Q接收机组成，所述Ku波段接收前端的射频链路所输入的Ku波段射频输入信号依次经波导隔离器、低噪声放大器、腔体滤波器后与本振链路一输出的Ku波段本振信号通过第一混频器进行混频后输出，第一混频器所输出的一中频信号经中频放大器后输出中频信号。中频接收机射频链路的一中频输入信号依次经一中频滤波器、一中频放大器后与本振链路二输出的本振信号通过第二混频器进行混频后输出，混频器所输出信号依次经第一二中频放大器、数控衰减器、二中频放大单元、二中频滤波器、第二二中频放大器后输出二中频信号。I/Q解调器射频链路的二中频信号依次经过末级滤波器、第三二中频放大器、I/Q解调器和运算放大器后输出I/Q信号。其中，二中频信号经过耦合一部分信号产生遥测信号。 

遥测单元由中频耦合器、检波电路和运放组成，输出的二中频信号通过耦合器，依次经过放大器、检波器、运算放大器后输出检波电压作为遥测信号。 

所述射频链路的射频输入口为BJ140波导口；混频器的输入信号接口为SMA接口；所述接收机电源接口为微矩形插座接口。 

所述二次电源上设置有电源为＋12V和+5V且电流对应为200mA和50mA的 电源接口。 

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下几个优点： 

1、整机电路简单。 

2、选用宽带器件从而保证信号带内幅度平坦度较好。 

3、可靠度高，接收机3年可靠度为0.976。为了保证组件可靠性，对组件进行可靠性设计，采用Ansys软件进行热、力学仿真。 

4、输入输出接口接隔离器，使得接口与外部连接电路有良好的匹配，同时消除外部电路负载对组件牵引而引起的指标恶化。 

5、设计矩形系数较好的滤波器，提高整机指标性能。 

6、整机方案简洁，易于实现。 

7、体积、重量及主要电性能指标与国外同类产品相当。 

8、功耗低，本实用新型的功耗最大值仅为2W。 

附图说明

图1为本实用新型射频链路的原理框图。 

其中：1、射频链路；2、波导隔离器；3、低噪声放大器；4、射频滤波器；5、第一混频器；6、中频放大器；7、第一一中频滤波器；8、第二一中频放大器；9、第二混频器；10、第一二中频放大器；11、数控衰减器；12、二中频放大单元；13、二中频滤波器；14、第二二中频放大器；15、声表滤波器；16、第三二中频放大器；17、I/Q解调器；18、运算放大器。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由Ku波段接收前端、中频接收机和I/Q解调器组成。输入射频信号（动态范围：-110dBm～45dBm，带宽：±160MHz）经过Ku波段接收前端的放大、滤波、混频等功能后，产生一中频信号（信号带宽：30MHz），再经过中频接收机的放大、混频、增益控制、滤波等功能后，产生二中频信号（信号带宽：3MHz），再经过I/Q解调器，产生I/Q信号，给后级数字单元使用，接收机总增益大于120dB。其特征在于：所述Ku波段接收前端的射频链路1所输入的Ku波段射频输入信号依次经波导隔离器2、低噪声放大器3、腔体滤波器4后与本振链路一输出的Ku波段本振信号通过第一混频器5进行混频后输出，混频器所输出的一中频信号经中频放大器6后输出中频信号。中频接收机射频链路1的一中频输入信号依次经第一一中频滤波器7、第二一中频放大器8后与本振 链路二输出的本振信号通过混频器9进行混频后输出，混频器所输出信号依次经第一二中频放大器10、数控衰减器11、二中频放大单元12、二中频滤波器13、第二二中频放大器14后输出二中频信号。I/Q解调器射频链路1的二中频信号依次经过末级滤波器15、第三二中频放大器16、I/Q解调器17和运算放大器18后输出I/Q信号。其中，二中频信号经过耦合一部分信号产生遥测信号。 

所述低噪声放大器采用Fujitsu公司生产的场效应管，其噪声系数小于1.0dB。所述第一次变频的混频器选用Marki公司的Ku波段混频器；第二次变频的混频器选用Mini公司的混频器。所述一中频放大单元采用1级M/A-COM公司的SMA系列P波段放大单片；二中频放大单元分四级放大，均采用M/A-COM公司生产的SMA系列射频放大单片。其中，前两级放大器要求噪声系数低、增益高，末级放大单片要求输出P_-1大于10dBm。遥测单元由中频耦合器、检波电路和运放组成，输出的二中频信号通过耦合器，依次经过放大器、检波器、运算放大器后输出检波电压作为遥测信号。所述限制带宽的滤波器采用具有极好矩形系数的声表滤波器。所述I/Q解调器采用Mini公司的中频I/Q解调器。 

所述射频链路的射频输入口为BJ140波导口；本振链路的参考信号输入接口为SMA接口；所述二次电源与星上一次电源的接口为微矩形插座接口。所述射频输入输出接口设计阻抗均为50Ω，前后均为隔直输入输出；电源接口串接退耦网络；检测输出口串接保护电路。 

所述高可靠性采用的措施包括散热和抗力学措施。散热措施包括：选用具有航天飞行经历的印制板；去掉印制板底面阻焊层；增加一定数量的接地过孔；增加印制板与机壳之间安装孔的密度；增加印制板表面的覆铜面积；设计安装面平面度0.1mm/100mm，粗糙度小于3.2μm。 

所述组件的腔体结构是一体化结构，从一块整铝上，进行合理的构形和布局，经过机加工成形成许多微波腔；在固定角的侧壁和凸耳处采用较大的圆弧过度；加深所有固定螺钉的螺纹深度并且分散受力避免螺钉受力过载。 

所述二次电源上设置有电源为＋12V和+5V且电流对应为200mA和50mA的电源接口。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效 结构变化，均属于本实用新型技术方案的保护范围内。 

Claims (4)

1.一种星用Ku波段接收机，其特征在于：由Ku波段接收前端、中频接收机和I/Q接收机组成，所述Ku波段接收前端的射频链路（1）所输入的Ku波段射频输入信号依次经波导隔离器（2）、低噪声放大器（3）、腔体滤波器（4）后与本振链路一输出的Ku波段本振信号通过第一混频器（5）进行混频后输出，第一混频器（5）所输出的一中频信号经中频放大器（6）后输出中频信号；中频接收机射频链路（1）的一中频输入信号依次经第一一中频滤波器（7）、第二一中频放大器（8）后与本振链路二输出的本振信号通过第二混频器（9）进行混频后输出，第二混频器（9）所输出信号依次经第一二中频放大器（10）、数控衰减器（11）、二中频放大单元（12）、二中频滤波器（13）、第二二中频放大器（14）后输出二中频信号；I/Q解调器射频链路（1）的二中频信号依次经过末级滤波器（15）、第三二中频放大器（16）、I/Q解调器（17）和运算放大器（18）后输出I/Q信号。 

2.根据权利要求1所述的一种星用Ku波段接收机，其特征在于：还包括遥测单元，遥测单元由中频耦合器、检波电路和运放组成，输出的二中频信号通过中频耦合器，依次经过检波电路、运放后输出检波电压作为遥测信号。 

3.根据权利要求1所述的一种星用Ku波段接收机，其特征在于：所述射频链路的射频输入口为BJ140波导口；第一混频器（5）及第二混频器（9）的输入信号接口为SMA接口；所述接收机电源的接口为微矩形插座接口。 

4.根据权利要求1所述的一种星用Ku波段接收机，其特征在于：还包括二次电源，所述二次电源上设置有电源为＋12V和+5V且电流对应为200mA和50mA的电源接口。 

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