CN203465423U - 卫星信号接收前端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种卫星信号接收前端，包括盖板（1）、带通腔体滤波器（2）、接收电路板（3）以及隔条（6），其中，接收的两路卫星信号通过带通腔体滤波器（2）滤除带外信号，接收电路板（3）安装于带通腔体滤波器（2）壳体中并通过盖板（1）封装，用于同时对两路卫星接收信号进行低噪声放大，并对该两路卫星信号进行合路、放大和分路，隔条（6）贴装在接收电路板（3）上并将该接收电路板（3）分隔为多个独立腔室。本实用新型的接收前端采用腔体带通滤波器，并通过绝缘减振垫及隔条的结构方式，有效抑制了弹上其他电磁信号对卫星接收信号的干扰，且对接收系统的噪声系数影响较小，解决了常用卫星信号接收前端电路存在的缺点。
Description
技术领域
本实用新型属于弹上卫星信号接收系统，具体涉及一种卫星信号接收前端，用于GPS、BD2、GLONASS的组合导航卫星信号接收系统。
背景技术
卫星信号接收前端是卫星信号接收系统不可或缺的一部分，对来自弹上天馈线系统的输入信号实现低噪声放大、滤波等功能，为接收机提供低噪声、高增益的卫星信号，对提高接收机的灵敏度具有重要意义。
当前，卫星信号接收前端设计主要采用微波集成电路（MMIC）设计方式，电路的载体一般都是采用平面的结构，有源、无源元件以分立器件形式通过微带线结构互连。卫星信号接收前端电路主要器件包括滤波器、低噪声放大器、微波放大器等，电路形式分为两种，一种是为了获得最好的噪声系数，将滤波器放置在低噪声放大器之后，另一种是为了防止信号接收系统的带外干扰信号产生强烈的互调干扰，将滤波器放置在低噪声放大器之前。
第一种电路，在遇到较强的带外信号干扰时，接收信号会因为强烈的互调失真（IMD）而被删除，进而影响系统功能；第二种电路，带通滤波器的插损直接为系统噪声系数增加值，而通常的介质滤波器分立器件插损在1.5dB～2.5dB，导致系统接收信号的噪声系数较高，接收信号信噪比（SNR）降低。
卫星信号接收前端位于卫星接收天线之后，安装于弹体内部，所处空间密闭狭小，电磁环境比较复杂，常易受到弹载发射机及其他射频组件的信号干扰，同时由于弹上产品均为金属制品，部分电磁信号可以通过产品外壳耦合进入卫星信号接收前端。因此，卫星信号接收前端电路在设计时，通常将滤波器放置在低噪声放大器之前，降低带外干扰信号强度，减弱卫星信号的互调失真。现有接收前端电路滤波器形式主要为介质滤波器，该滤波器通带插损在（1～3） dB，带外100MHz抑制度在30dB左右，其存在两个问题，一是使系统噪声系数直接恶化（1～3）dB，二是由于其带外抑制度较低，当弹上发射机（8W）数目由通常的（1～2）个增加为（3～4）个时，系统信号互调失真严重，不能为接收机提供真实可靠的卫星信号。
以上电路都是针对单一的接收天线而言的，未考虑弹上安装两只接收天线的需求，对于不断旋转的运动弹体来说，该形式容易造成接收卫星信号不稳定的问题，当卫星接收天线旋转至对地辐射位置时，甚至会造成弹体无法接收到卫星信号。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种卫星信号接收前端电路，通过增加前置滤波器的带外抑制度，降低其通带插损，并辅助采取绝缘减震垫及隔条的结构方式，解决卫星信号接收系统受带外复杂电磁信号干扰的问题，同时对接收系统的噪声系数影响较小。另外，本实用新型直接对两路卫星接收信号进行合路、低噪声放大、分路，为接收机提供稳定、具有低噪声系数、高增益的卫星接收信号。
实现本实用新型目的所采用的具体技术方案如下。
一种卫星信号接收前端，包括盖板、带通腔体滤波器、接收电路板以及隔条，其中，接收的两路卫星信号通过所述带通腔体滤波器滤除带外信号，所述接收电路板安装于带通腔体滤波器壳体中并通过所述盖板封装，用于同时对两路卫星接收信号进行低噪声放大，并对该两路卫星信号进行合路、放大和分路，所述隔条贴装在接收电路板上并将该接收电路板分隔为多个独立腔室，
作为本发明的进一步优选，还包括减震套和减震垫，其中所述减震套套在带通腔体滤波器的安装支耳上并通过所述减震垫与安装支耳实现电磁隔离。
作为本发明的进一步优选，所述带通腔体滤波器为切比雪夫型腔体滤波器。
本实用新型中，带通腔体滤波器具有较低的带内插损及较高的带外抑制度，首先对卫星信号进行带外干扰信号抑制，降低系统的电磁干扰强度，同时对系统噪声系数的影响不至于过大。
本实用新型中，接收电路板安装于带通腔体滤波器壳体中，同时对两路卫星接收信号进行低噪声放大，并对该两路卫星信号进行合路、放大、分路，可以同时为多个后置卫星信号接收装置提供稳定、具有低噪放、高增益的卫星信号。
本实用新型中，减震套和减震垫安装于带通腔体滤波器的安装支耳上，具有减震及绝缘的作用，降低弹体运动的振动应力，减少与弹体内部自身电磁环境的电磁耦合。
本实用新型中，隔条将接收电路板分为多个独立的腔体，以减少各有源、无源分立器件之间信号的串扰。
与常用的介质滤波器相比，本实用新型所采用的滤波器为切比雪夫型腔体滤波器，该型滤波器具有带内波动小、矩形系数好、通带宽、带内插损小、带外抑制高、高Q值、易于实现的特点。经测试，其通带内插损在0.8dB以内，通带外100MHz处的插损大于50dB，较好实现了交调失真的抑制，同时对系统噪声系数的恶化程度局限于0.8dB以内。
卫星信号接收前端能实现的技术指标为：噪声系数2.1dB，带外100MHz抑制度大于50dB，增益32.5dB，输入输出端驻波1.5，1dB压缩点功率大于4.0dBm。其中，带外抑制度明显优于常用卫星信号接收前端电路，对交调失真的抑制起到关键作用。
本实用新型卫星信号接收前端安装支耳的减震垫为橡胶材料，对电磁信号具有绝缘作用，弹上其他通过金属结构传导的电磁信号在减震垫处受到隔离，无法传导至卫星信号接收前端金属支耳。
本实用新型的卫星信号接收前端，将两只卫星信号接收天线接收的信号进行低噪声放大、合路、放大、分路，为接收机提供了稳定、具有低噪声、高增 益的卫星接收信号；采用带外抑制度高于50dB、带内插损小于0.8dB的腔体带通滤波器，并通过绝缘减震垫及隔条的结构方式，有效抑制了弹上其他电磁信号对卫星接收信号的干扰，且对接收系统的噪声系数影响较小，解决了常用两种卫星信号接收前端电路各自存在的缺点。
附图说明
图1为卫星信号接收前端整体结构布局示意图；
图2为卫星信号接收前端安装支耳及减震垫、减震套示意图；
图3为卫星信号接收前端原理框图；
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。此处说明若涉及到具体实例时仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。此外，下面描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实用新型的卫星信号接收前端结构如图1所示，包括带通腔体滤波器2、接收电路板3、减震垫5、减震套4、隔条6、盖板1。
接收电路板3安装于带通腔体滤波器2壳体中，在接收电路板3上面安装了两块隔条6，使得接收电路板3分为5个腔体，减少微波器件之间的相互电磁干扰，带通腔体滤波器2和接收电路板3用盖板1进行封装。减震套4套在安装支耳上，通过减震垫5与支耳实现电磁隔离，结构见图2。
卫星信号接收前端电气原理图如图3所示，两路通过接收天线到达卫星信号接收前端的卫星信号，首先经过带通腔体滤波器201、带通腔体滤波器202滤除带外信号，然后经过低噪放放大器301、低噪放放大器302，使卫星信号得到线性放大同时系统噪声系数降至最低，通过功分器303进行合路，合成信号由微波放大器304进一步线性放大，最后由功分器306分为两路交由后级处理。合成信号不局限于分为两路，可以根据需要分为多路。衰减网络305、307、308、309用于调节链路增益值。
本实施例中，卫星信号接收前端电路的滤波器优选为切比雪夫型滤波器，该型滤波器具有带内波动小、矩形系数好、通带宽、带内插损小、带外抑制高、高Q值、易于实现的特点。其通带内插损在0.8dB以内，通带外100MHz处的插损大于50dB，较好实现了交调失真的抑制，同时对系统噪声系数的影响局限于0.8dB以内。
卫星信号接收前端电路中低噪放器件优选为Hittite公司的HMC548LP3，功分器优选为Minicircuits公司的SP-2G1，微波放大器优选为Minicircuits公司的ERA-3SM。
低噪声放大器HMC548LP3优选为SiGe异质结双极晶体管（HBT）MMIC，增益高达26dB，噪声系数为1.3dB，三阶截点为+21dBm，其内置50Ω匹配电路，不再需要外置匹配，易于使用。
功分器SP-2G1优选为一分二微带电路功分器，端口隔离度为（10～20）dB，插入损耗为（0.7～1.3）dB。
微波放大器ERA-3SM是基于InGaP HBT技术的单片式放大器，增益为20dB，1dB压缩点功率为12.5dB，三阶截点为+26dBm。
本实施例的接收前端，其通带外100MHz处抑制度大于50dB，通带内增益为32.5dB左右，输入及输出端口驻波比均在1.5以下。
卫星信号接收前端主要技术指标，噪声系数2.1dB，带外抑制度大于50dB，增益32.5dB，输入输出端驻波1.5，1dB压缩点功率大于4.0dBm。其中，带外抑制度明显优于常用卫星信号接收前端电路，对交调失真的抑制起到关键作用，同时噪声系数保持在2.1dB，并未受到恶化。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种卫星信号接收前端，其特征在于，包括盖板（1）、带通腔体滤波器（2）、接收电路板（3）以及隔条（6），其中，
接收的两路卫星信号通过所述带通腔体滤波器（2）滤除带外信号，所述接收电路板（3）安装于带通腔体滤波器（2）壳体中并通过所述盖板（1）封装，用于同时对两路卫星接收信号进行低噪声放大，并对该两路卫星信号进行合路、放大和分路，所述隔条（6）贴装在接收电路板（3）上并将该接收电路板（3）分隔为多个独立腔室。
2.根据权利要求1所述的一种卫星信号接收前端，其特征在于，该接收前端还包括减震套（4）和减震垫（5），其中所述减震套（4）套在带通腔体滤波器（2）的安装支耳上并通过所述减震垫（5）与安装支耳实现电磁隔离。
3.根据权利要求1或2所述的一种卫星信号接收前端，其特征在于，所述带通腔体滤波器为切比雪夫型腔体滤波器。
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|---|---|---|---|
| CN201320563116.7U CN203465423U (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 卫星信号接收前端 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN203465423U true CN203465423U (zh) | 2014-03-05 |
Family
ID=50177776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320563116.7U Expired - Lifetime CN203465423U (zh) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | 卫星信号接收前端 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106099287A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 安徽天兵电子科技有限公司 | 一种高隔离度气密型微波组件 |
| CN106099293A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 安徽天兵电子科技有限公司 | 一种高隔离度微波组件 |
| CN110030317A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-19 | 北京遥感设备研究所 | 一种固态频率源在振动环境条件下频谱可靠性提升系统 |
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2013
- 2013-09-11 CN CN201320563116.7U patent/CN203465423U/zh not_active Expired - Lifetime
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