CN205647441U - 宽带Ka频段的下变频装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种宽带Ka频段的下变频装置，包括Ka‑X频段下变频器和X频段下变频器；其中，Ka‑X频段下变频器用于获取经第一低噪声放大器放大的Ka频段的射频信号，并下变频至X频段后输出至X频段下变频器；X频段下变频器用于将接收到的X频段的射频信号下变频至1.2GHz±500MHz的中频信号。利用本实用新型提供的宽带Ka频段的下变频装置，能够将25～27.5GHz带宽的Ka频段的信号下变频至1.2GHz±500MHz的中频信号，同时满足X频段下变频链路兼容性要求。

Description

宽带Ka频段的下变频装置

技术领域

本实用新型涉及卫星数据地面接收系统设备链路技术领域，更为具体地，涉及一种宽带Ka频段的下变频装置。

背景技术

随着对地观测星地链路数据传输量的日益增大，信息码率越来越高，信号带宽也越来越宽，与现有的星地链路不能满足大数据量传输形成了矛盾，星地数据传输从传统的X频段调整到Ka频段是未来的趋势。

在对地观测卫星数据地面接收系统的下行信号链路中，天线馈源接收道的信号经过低噪声放大器放大后，通过下变频器将频率搬移到较低的频段，经光端机传输后，再经过解调器解调、解码、帧同步等处理后得到卫星原始数据。下变频器作为卫星地面数据接收系统下行链路的关键设备，其性能的好坏直接影响到下行链路的性能指标。

目前，对地观测卫星数据普遍采用S/X频段进行下传，而相应的地面接收系统也基于S/X频段来建设。为了解决遥感信息与星地链路的数据传输能力之间的矛盾，现阶段国内外航天任务也由现在的S/X频段向Ka频段转变。因此，如果要采用Ka频段进行卫星数据的下传，需要对其相应的地面接收系统的设备进行升级。在遥感卫星数据接收系统建设和升级中，对下行链路的下变频器的研制提出更高、更新的技术要求。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种宽带Ka频段的下变频装置，将1GHz带宽的Ka频段的射频信号下变频至1.2GHz±500MHz的中频信号，以实现Ka频段遥感卫星接收链路高带宽的下变频。

本实用新型提供一种宽带Ka频段的下变频装置，包括：Ka-X频段下变频器和X频段下变频器；其中，Ka-X频段下变频器，用于获取经第一低噪声放大器放大的Ka频段的射频信号，并下变频至X频段后输出至所述X频段下变频器；X频段下变频器，用于将接收到的X频段的射频信号下变频至1.2GHz±500MHz的中频信号。

另外，优选的结构是，Ka-X频段下变频器包括：输入信号处理单元、输出信号处理单元、本振单元、第一混频器和网络控制器，第一混频器的输入端分别与输入信号处理单元、本振单元连接，而输出端与输出信号处理单元连接，网络控制器分别与输入信号处理单元、本振单元连接；其中，输入信号处理单元，用于对经过放大的Ka频段的射频信号进行隔离、滤波、放大、衰减与隔离处理后，输出至第一混频器；本振单元，用于向第一混频器提供变频频段所需的本振信号；第一混频器，用于将接收到的Ka频段的射频信号与本振信号进行混频，输出X频段的射频信号；输出信号处理单元，用于将第一混频器输出的X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大与衰减处理后，输出至X频段下变频器；网络控制器，用于接收网络控制信号并对输入信号处理单元、输出信号处理单元的衰减和本振信号的频段进行设定。

此外，优选的结构是，输入信号处理单元包括：依次相连的第一隔离器、一级射频滤波器、第二低噪声放大器、第一衰减器和第二隔离器；其中，第一隔离器，用于对经过放大的Ka频段的射频信号进行输入隔离；一级射频滤波器，用于对输入隔离后的Ka频段的射频信号进行滤波；第二低噪声放大器，用于对滤波后的Ka频段的射频信号进行放大；第一衰减器，用于对放大后的Ka频段的射频信号进行衰减；第二隔离器，用于对衰减后的Ka频段的射频信号进行输出隔离。

再者，优选的结构是，输出信号处理单元包括：依次相连的第三隔离器、第一二级中频滤波器、第一π型电阻网络、第三低噪声放大器、第二衰减器、第四低噪声放大器和第二二级中频滤波器；其中，第三隔离器，用于对接收到的X频段的射频信号进行输入隔离；第一二级中频滤波器，用于对输入隔离后的X频段的射频信号进行滤波；第一π型电阻网络，用于对滤波后的X频段的射频信号进行π型衰减；第三低噪声放大器，用于对π型衰减后的X频段的射频信号进行放大；第二衰减器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行衰减；第四低噪声放大器，用于对经过衰减的X频段的射频信号进行输出放大；第二二级中频滤波器，用于对输出放大后的X频段的射频信号进行输出滤波。

另外，优选的结构是，网络控制器对第一衰减器或第二衰减器的衰减值进行设定。

此外，优选的结构是，X频段下变频器包括：输入信号处理模块、混频模块和输出信号处理模块，混频模块的输入端分别与输入信号处理模块、混频模块连接，而输出端与输出信号处理模块连接；其中，输入信号处理模块，用于对接收到的X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大后，输出至混频模块；混频模块包括第二混频器和本振源，第二混频器将输入信号处理模块输出的X频段的射频信号与本振源的本振信号混频成中频信号；输出信号处理模块，用于对中频信号进行衰减、滤波、放大后，输出1.2GHz±500MHz的中频信号。

另外，优先的结构是，输入信号处理模块包括：依次连接的第四隔离器、射频输入滤波器、第五低噪声放大器、第五隔离器；其中，第四隔离器，用于对接收到的X频段的射频信号进行输入隔离；射频输入滤波器，用于对经过隔离的X频段的射频信号进行滤波；第五低噪声放大器，用于对经过滤波的X频段的射频信号进行放大；第五隔离器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行输出隔离

再者，优选的结构是，输出信号处理模块包括：依次连接的第二π型电阻网络、第一中频滤波器、第六低噪声放大器、第三衰减器、第七低噪声放大器、第二中频滤波器和第三π型电阻网络；其中，第二π型电阻网络，用于对接收到的X频段的射频信号进行π型衰减；第一中频滤波器，用于对经过π型衰减的X频段的射频信号进行滤波；第六低噪声放大器，用于对经过滤波的X频段的射频信号进行放大；第三衰减器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行衰减；第七低噪声放大器，用于对经过衰减的X频段的射频信号进行放大；第二中频滤波器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行滤波；第三π型电阻网络，用于对经过滤波的X频段的射频信号进行π型衰减。

利用本实用新型提供的宽带Ka频段的下变频装置，可以满足对地观测卫星数据地面接收系统下行链路中对Ka下变频链路的镜像抑制、带外抑制、噪声系数、输入/输出驻波比、1db压缩点、群延时、幅度平坦度、本振相位噪声以及可靠性等主要技术指标的要求。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的宽带Ka频段的下变频装置的链路结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的Ka-X频段下变频器的逻辑结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的Ka-X频段下变频器的链路结构示意图；

图4为根据本实用新型实施例的本振单元的本振原理结构示意图；

图5为根据本实用新型实施例的X频段下变频器的链路结构示意图；

图6为根据本实用新型实施例的本振模块的本振原理结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型实施例的宽带Ka频段下变频装置的链路结构。

如图1所示，本实用新型提供的宽带Ka频段的下变频装置，包括Ka-X频段下变频器2和X频段下变频器3；其中，Ka-X频段下变频器2对接第一低噪声放大器1，Ka-X频段下变频器2用将经过第一低噪声放大器1放大后形成的25GHz～27.5GHz Ka频段的射频信号下变频至7.5GHz～8.5GHz X频段的射频信号，并输出至X频段下变频器3；X频段下变频器3与解调器4对接，X频段下变频器3用于将7.5GHz～8.5GHz X频段的射频信号下变频至1.2GHz±500MHz的中频信号输出至解调器4，实现Ka频段卫星信号的下变频功能。

如图2所示，Ka-X频段下变频器2包括：输入信号处理单元21、输出信号处理单元22、本振单元23、第一混频器24和网络控制器25，第一混频器24的输入端分别与输入信号处理单元21、本振单元23连接，而第一混频器24的输出端与输出信号处理单元22连接，网络控制器25分别与输入信号处理单元21、本振单元23连接；其中，输入信号处理单元21用于对外部输入的25GHz～27.5GHz Ka频段的射频信号进行隔离、滤波、放大、衰减与隔离处理后，输出至第一混频器24；本振单元23用于设备自带和外频源输入两种方式向第一混频器24变频频段所需的本振信号；第一混频器24用于将接收到的Ka频段的射频信号与本振单元23提供的本振信号进行混频，输出7.5GHz～8.5GHz X频段的射频信号；输出信号处理单元，用于将第一混频器输出的7.5GHz～8.5GHz X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大与衰减处理后，输出至X频段下变频器3；网络控制器25用于接收网络控制信号并对输入信号处理单元21、输出信号处理单元22的衰减和本振信号的频段进行设定。

如图3所示，输入信号处理单元包括依次连接的第一隔离器211、一级射频滤波器212、第二低噪声放大器213、第一衰减器214和第二隔离器215；其中，第一隔离器211用于对25GHz～27.5GHz Ka频段的射频信号进行输入隔离；一级射频滤波器212用于对输入隔离后的Ka频段的射频信号进行滤波；第二低噪声放大器213用于对滤波后的Ka频段的射频信号进行放大；第一衰减器214用于对放大后的Ka频段的射频信号进行衰减；第二隔离器215用于对衰减后的Ka频段的射频信号进行输出隔离，输出至第一混频器24，网络控制器25可以根据网络配置指令对第一衰减器214的信号衰减值进行控制。

需要说明的是，25～27.5GHz Ka频段的射频信号先经第一隔离器211，确保良好的输入驻波。然后经一级射频滤波器212滤除带外无关干扰，并确保镜频抑制及中频抑制指标，同时滤除本振单元23的返向泄露。该链路镜像频率为9～11.5GHz，滤波器对该频段的抑制有75dBc以上，满足指标要求。同时对中频频段7.5～8.5GHz有75dBc以上的抑制，满足指标要求。另外该一级射频滤波器212对本振频率有75dBc以上的抑制，再加上第一混频器24本身的35dBc抑制，输入端口的本振泄露可以保证在-80dBm以下。

从一级射频滤波器212输出的信号再到第二低噪声放大器213，该第二低噪声放大器213有1.3dB的低噪声系数和24dB的高增益，可以确保链路噪声系数指标满足要求，从第二低噪声放大器213输出的信号再经第一衰减器214的衰减进入第二隔离器215，对第一混频器24的驻波做一定改善，匹配作用，保证带内平坦度等指标。同时链路所选的其它器件在相应频段上有良好的平坦度指标，另外通过精心的调试，带内平坦度的指标可以得到保证。

第一混频器24选用双平衡混频器，对偶次组合杂散有很好的抑制效果。

第一衰减器214数控衰减器，用于调整增益，衰减范围为±30dB，步进1dB，这样可以灵活调整链路增益避免下级链路饱和。

Ka-X变频链路的群时延特性主要由信道中的滤波器决定。滤波器的群时延特性主要和其阶数、通带和阻带过渡处的衰减变化有很大关系。该变频信道中有一级射频滤波器212、第一二级中频滤波器222和第二二级中频滤波器227，整个信道的群时延波动优于0.3ns+1ns×2＝2.3ns。

Ka-X频段下变频器2实现的主要技术指标如下：输入频率：25GHz～27.5GHz；输出频率：7.5GHz～8.5GHz；增益可控范围：0～30dB，1dB步进；镜像抑制≥60dBc；带外抑制≥55dBc；噪声系数≤13dB；输入/输出驻波比：1.5:1；三阶交调≤-45dBc；谐波抑制≥-55dBc；中频抑制≥60dB；1dB压缩点≥+7dBm；群时延≤1.5ns(f0±200MHz)，≤3ns(f0±500MHz)；幅度平坦度≤±1.0dB(1GHz),≤±0.75dB(700MHz)，≤±0.5dB(任意50MHz)；本振源相位噪声≤-80dBc/Hz@100Hz或≤-88dBc/Hz@1KHz或≤-90dBc/Hz@10KHz或≤-97dBc/Hz@100KHz或≤-112dBc/Hz@1MHz。

输出信号处理单元包括依次连接的第三隔离器221、第一二级中频滤波器222、第一π型电阻网络223、第三低噪声放大器224、第二衰减器225、第四低噪声放大器226和第二二级中频滤波器227；其中，第三隔离器221用于对第一混频器24输出的X频段的射频信号进行输入隔离；第一二级中频滤波器222用于对输入隔离后的X频段的射频信号进行滤波；第一π型电阻网络223用于对滤波后的X频段的射频信号进行π型衰减；第三低噪声放大器224用于对π型衰减后的X频段的射频信号进行放大；第二衰减器225用于对经过放大的X频段的射频信号进行衰减；第四低噪声放大器226用于对经过衰减的X频段的射频信号进行输出放大；第二二级中频滤波器227用于对输出放大后的X频段的射频信号进行输出滤波。

需要说明的是，第一混频器24的输出端接第三隔离器221，是为做良好的匹配，确保平坦度等指标；第一二级中频滤波器222能够滤除射频泄露、本振泄露和各阶组合杂散。该第一二级中频滤波器222的带外抑制度在70dBc以上，可以满足指标要求。第四低噪声放大器226选择高增益、高三阶、高输出P-1dB放大器，并在该应用频段具有良好的增益平坦度特性。通过链路仿真可以看出产品输出P-1dB为+15dBm；最后的第二二级中频滤波器227，主要滤除谐波，确保谐波抑制指标满足55dBc的要求，并确保良好的输出驻波。

网络控制器25可以根据网络配置指令对第二衰减器225的信号衰减值进行控制，从而对信号实现增益范围调整；还可通过外频源实现与外部设备的时钟同步。

此外，在输入信号处理单元21、第一混频器24、输出信号处理单元22的前端分别设置有隔离器，目的在于实现信号反射的隔离。

从图3中还可以看出，本振单元23与一个带通滤波器231连接，带通滤波器231与一个隔离器232连接，隔离器232与第一混频器24连接；网络控制器25可以根据网络配置指令对本振单元23的本振点频进行选控。

本振单元23的原理如图4所示，本振源41采用100MHz恒温晶振为锁相环做参考时钟，采用混频锁相的方式实现，本振频率的调整范围为17.5GHz～19GHz；其中本振源41可以外接外频振源，经倍频、锁相后作为本振时钟。

具体地，本振源41采用100MHz恒温晶振为锁相环做参考时钟，小数分频，以100MHz为鉴相频率，首先采用15GHz的PDRO取样锁相，和锁相环在环内混频，产生2.5GHz～4GHz回环信号进鉴相器(PhaseDetector简称PD)42鉴相，输出17.5GHz～19GHz信号。取样锁相介质振荡器(SAMPLINGPHASE LOCKED OSCILLATOR OF MEDIUM，简称PDRO)46的相位噪声是严格按照晶振相噪恶化3+20logN，所以PDRO46的相位噪声是远远优于要求指标。所以本振源41的相位噪声主要取决于锁相环。锁相芯片采用HITTITE的鉴相器42，鉴相器42的归一化噪底为-230dBc/Hz。第一个锁相环为宽带输出，所选压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator，简称VCO)44具有宽频带、低相位噪声的特点。环路滤波器43采用低噪声运算放大器AD797构成有源环路滤波器，可以很好的降低运放对相位噪声的恶化。

根据锁相环理论，最佳环路带宽的选择是根据参考晶振和VCO45的相位噪声指标来确定的。该项目最佳环路带宽选择为500kHz。

本振源41采用双环结构，主环由鉴相器42、第一混频器24、环路滤波器43、VCO45构成，辅助环由本振源41、鉴相器42、第一混频器24和PDRO46构成，通过辅助环降低主环的分频器，从而改善相位噪声性能。带内相位噪声可由公式PN＝PNtot+10logFpfd+20logN估算，实际应用中电路对相位噪声的恶化按5dB考虑，1MHz处于环路带宽之外，取VCO45的相噪减去恶化值。经过计算，本振源相位噪声实际值能达到：-82dBc/Hz@100Hz，-93dBc/Hz@1kHz，-95dBc/Hz@10kHz，-102dBc/Hz@100kHz，-115dBc/Hz@1MHz。

当射频输入为25～26GHz时，对应X频段为7.5～8.5GHz，此时本振频率相应为17.5GHz；3阶组合杂散2*LO-RF＝35GHz-(25～26GHz)＝9～10GHz，距离7.5～8.5GHz的通带最近，有500MHz距离，通过混频器以及滤波器的抑制，该杂散可优于70dBc。

当射频输入为25.5～26.5GHz时，对应X频段为7.5～8.5GHz，此时本振频率相应为18GHz；3阶组合杂散2*LO-RF＝36GHz-(25.5～26.5GHz)＝9.5～10.5GHz，距离7.5～8.5GHz的通带最近，有1GHz距离，通过混频器以及滤波器的抑制，该杂散可优于75dBc。

当射频输入为26～27GHz时，对应X频段为7.5～8.5GHz，此时本振频率相应为18.5GHz；3阶组合杂散2*LO-RF＝37GHz-(26～27GHz)＝10～11GHz，距离通带有1.5GHz距离，通过混频器以及滤波器的抑制，该杂散可优于75dBc。

当射频输入为26.5～27.5GHz时，对应X频段为7.5～8.5GHz时，此时对应本振频率为19GHz；3阶组合杂2*LO-RF＝38GHz-(26.5～27.5GHz)＝10.5～11.5GHz，组合杂散均远离所用频带，杂散抑制指标可优于75dBc。

上述内容详细说明了Ka-X频段下变频器的链路结构，下面给将对X频段下变频器的链路结构进行说明。X频段下变频器主要将7.5～9.0GHzX频段射频信号下变到1200MHz±500MHz的中频信号，通道增益30dB，1dB步进。在本实用新型中，X频段下变频器的带宽是1.5GHz，频带覆盖现有的7.9～8.9GHz X频段下变频1GHz带宽需求，实现兼容性。

图5示出了根据本实用新型实施例的X频段下变频器的链路结构。

如图5所示，X频段下变频器包括：输入信号处理模块、混频模块和输出信号处理模块，混频模块的输入端分别与输入信号处理模块、混频模块连接，而输出端与所述输出信号处理模块连接；其中，输入信号处理模块用于对接收到的X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大后，输出至混频模块；混频模块包括第二混频器501和本振源502，第二混频器501将输入信号处理模块输出的X频段的射频信号与本振源502的本振信号混频成中频信号；输出信号处理模块，用于对中频信号进行衰减、滤波、放大后，输出1.2GHz±500MHz的中频信号。

输入信号处理模块包括依次连接的第四隔离器503、射频输入滤波器504、第五低噪声放大器505和第五隔离器506；其中，第四隔离器503用于对接收到的X频段的射频信号进行输入隔离；射频输入滤波器504用于对经过隔离的X频段的射频信号进行滤波；第五低噪声放大器505用于对经过滤波的X频段的射频信号进行放大；第五隔离器506用于对经过放大的X频段的射频信号进行输出隔离。

输出信号处理模块包括依次连接的第二π型电阻网络507、第一中频滤波器508、第六低噪声放大器509、第三衰减器510、第七低噪声放大器511、第二中频滤波器512和第三π型电阻网络513；其中，第二π型电阻网络507用于对接收到的X频段的射频信号进行π型衰减；第一中频滤波器508用于对经过π型衰减的X频段的射频信号进行滤波；第六低噪声放大器509用于对经过滤波的X频段的射频信号进行放大；第三衰减器510用于对经过放大的X频段的射频信号进行衰减；第七低噪声放大器511对经过衰减的X频段的射频信号进行放大；第二中频滤波器512用于对经过放大的X频段的射频信号进行滤波；第三π型电阻网络513用于对经过滤波的X频段的射频信号进行π型衰减。

本振源502与锁相环(Phase Locked Loop，简称PLL)514连接，锁相环514与一个滤波器515连接，该滤波器515与隔离器516连接，隔离器516与第二混频器501连接。

需要说明的是，输入信号处理模块的输入端为第四隔离器，可以有效保证产品驻波要求，第四隔离器的输出端接射频输入滤波器，射频输入滤波器的驻波要求小于1.3，并接电阻π型匹配电路，确保产品输出驻波小于1.5。

通道上所选择的其它器件，在所使用的频段上具有很好的平坦度指标，各器件间也做了良好的匹配。同时通过精心的调试，可以确保增益平坦度满足指标要求。

X频段下变频器3的射频输入滤波器504通频带为7.5～9.0GHz，它需要对镜像频率及本振返向泄露进行抑制。该项目中镜像频率为5100～6600MHz，滤波器在该频段的抑制可以达到70dBc以上，满足镜像抑制大于60dBc的要求。

带外杂散抑制主要由第一中频滤波器508和第二中频滤波器512保证。第二中频滤波器512的作用是滤除本振噪声该产品采用一次变频。射频及本振频率都远离中频频段，没有组合杂散落在带内及带边，可以满足带外杂散抑制要求。

第二混频器有20dB的LO-RF隔离，X频段下变频器3中所有的低噪声放大器有35dB的反向隔离，第四隔离器503和第五隔离器506共有50dB的隔离，可以计算出射频输入端的本振泄露电平在-80dBm以下。

最主要的组合杂散仿真2RF-2LO落在带内，即谐波落在带内，但抑制达到55dBc以上，可以满足要求。其余组合均较小，或远离所用频带

图6示出了根据本实用新型实施例的本振模块的本振原理结构。

如图6所示，该X频段下变频器本振频率为6300～7800MHz，采用锁相环方式实现。采用100MHz恒温晶振为锁相环做参考时钟，以100MHz为鉴相频率，小数N分频锁相输出本振频率。鉴相器(PD)61采用HITTITE的HMC704，其归一化噪底为-230dBc/Hz。环路滤波器63采用低噪声运算放大器AD797构成有源环路滤波器，可以很好的降低运放对相位噪声的恶化。压控振荡器(VCO)62选用HMC507，它具有宽频带、低相位噪声的特点，频率可覆盖6300～7800MHz，相位噪声在100kHz处可达到-115dBc/Hz。VCO62连接一个低噪声放大器64，低噪声放大器64与图5中的滤波器515连接。

根据锁相环理论，最佳环路带宽的选择是根据参考晶振和VCO62的相位噪声指标来确定的。本实用新型选用了100MHz的超低相噪恒温晶振，其相位噪声指标为：-153dBc/Hz@1kHz、-160dBc/Hz@10kHz、-165dBc/Hz@100kHz、-165dBc/Hz@1MHz。由于输出频率为7800MHz,带内晶振相位噪声恶化20log(7800/100)＝38dB，恶化后晶振指标为-115dBc/Hz@1kHz、-122dBc/Hz@10kHz、-127dBc/Hz@100kHz、-127dBc/Hz@1MHz。VCO的相位噪声指标为：-60dBc/Hz@1kHz、-90dBc/Hz@10kHz、-115dBc/Hz@100kHz、-135dBc/Hz@1MHz。晶振相位噪声曲线与VCO相位噪声曲线的交点在400kHz处，即最佳环路带宽选择为400kHz。

带内相位噪声可由公式PN＝PNtot+10logFpfd+20logN估算，即PN＝-230+10log(100×106)+20log(7800/100)＝-112dBc/Hz@10kHz，实际应用中电路对相位噪声的恶化按5dB考虑，那么最终输出本振信号的相噪可以达到-107dBc/Hz@10kHz，-110dBc/Hz@100kHz。1MHz处于环路带宽之外，取VCO的相噪减去恶化值，约为-130dBc/Hz@1MHz。

上述内容详细描述了宽带Ka频段的下变频装置的逻辑结构，利用该下变频装置对宽带Ka频段进行下变频的流程，包括：

步骤S1：Ka-X频段下变频器获取经第一低噪声放大器放大的Ka频段的射频信号，并将获取的射频信号下变频至X频段后输出至X频段下变频器；

步骤S2：X频段下变频器将接收到的X频段的射频信号下变频至1.2GHz±500MHz的中频信号。

具体地，步骤S1包括：

步骤S11：通过Ka-X频段下变频器中的输入信号处理单元对经过放大的Ka频段的射频信号进行隔离、滤波、放大、衰减与隔离处理后，输出至第一混频器；

步骤S12：第一混频器将接收到的Ka频段的射频信号与本振单元提供的本振信号进行混频，输出X频段的射频信号至所述Ka-X频段下变频器中的输出信号处理单元；

步骤S13：输出信号处理单元将第一混频器输出的X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大与衰减处理后，输出至X频段下变频器；

步骤S2包括：

步骤S21：X频段下变频器中的输入信号处理模块对接收到的X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大后，输出至X频段下变频器中的混频模块。

步骤S22：混频模块中的第二混频器将输入信号处理模块输出的X频段的射频信号与混频模块中的本振源的本振信号混频成中频信号，输出X频段下变频器中的输出信号处理模块。

步骤S23：输出信号处理模块对中频信号进行衰减、滤波、放大后，输出1.2GHz±500MHz的中频信号。

更为具体地，步骤S11包括：

步骤S111：输入信号处理单元中的第一隔离器对25GHz～27.5GHz Ka频段的射频信号进行输入隔离.

步骤S112：输入信号处理单元中的一级射频滤波器对输入隔离后的Ka频段的射频信号进行滤波。

步骤S113：输入信号处理单元中的第二低噪声放大器对滤波后的Ka频段的射频信号进行放大。

步骤S114：输入信号处理单元中的第一衰减器对放大后的Ka频段的射频信号进行衰减。

步骤S115：输入信号处理单元中的第二隔离器对衰减后的Ka频段的射频信号进行输出隔离，输出至第一混频器。

步骤S13包括：

步骤S131：输出信号处理单元中的第三隔离器对第一混频器输出的X频段的射频信号进行输入隔离；

步骤S132：输出信号处理单元中的第一二级中频滤波器对输入隔离后的X频段的射频信号进行滤波。

步骤S133：输出信号处理单元中的第一π型电阻网络对滤波后的X频段的射频信号进行π型衰减。

步骤S134输出信号处理单元中的第三低噪声放大器对π型衰减后的X频段的射频信号进行放大。

步骤S135：输出信号处理单元中的第二衰减器对经过放大的X频段的射频信号进行衰减。

步骤S136：输出信号处理单元中的第四低噪声放大器对经过衰减的X频段的射频信号进行输出放大。

步骤S137：输出信号处理单元中的第二二级中频滤波器对输出放大后的X频段的射频信号进行输出滤波。

步骤S21包括：

步骤S211：输入信号处理模块中的第四隔离器对接收到的X频段的射频信号进行输入隔离。

步骤S212：输入信号处理模块中的射频输入滤波器对经过隔离的X频段的射频信号进行滤波。

步骤S213：输入信号处理模块中的第五低噪声放大器对经过滤波的X频段的射频信号进行放大。

步骤S214：输入信号处理模块中的第五隔离器经过放大的X频段的射频信号进行输出隔离。

步骤S23包括：

步骤S231：输出信号处理模块中的第二π型电阻网络对接收到的X频段的射频信号进行π型衰减。

步骤S232：输出信号处理模块中的第一中频滤波器对经过π型衰减的X频段的射频信号进行滤波。

步骤S233：输出信号处理模块中的第六低噪声放大器对经过滤波的X频段的射频信号进行放大。

步骤S234：输出信号处理模块中的第三衰减器对经过放大的X频段的射频信号进行衰减。

步骤S235：输出信号处理模块中的第七低噪声放大器对经过衰减的X频段的射频信号进行放大。

步骤S236：输出信号处理模块中的第二中频滤波器对经过放大的X频段的射频信号进行滤波。

步骤S237：输出信号处理模块中的第三π型电阻网络对经过滤波的X频段的射频信号进行π型衰减。

综上所述，本实用新型使得Ka下变频链路的镜像抑制、带外抑制、噪声系数、输入/输出驻波比、1db压缩点、群延时、幅度平坦度、本振相位噪声以及可靠性等主要技术指标满足对地观测卫星数据地面接收系统下行链路的设计要求。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型的Ka频段下变频链路。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的Ka-X及X频段下变频器还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (8)

1.一种宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，包括Ka-X频段下变频器和X频段下变频器；其中，

所述Ka-X频段下变频器，用于获取经第一低噪声放大器放大的Ka频段的射频信号，并下变频至X频段后输出至所述X频段下变频器；

所述X频段下变频器，用于将接收到的X频段的射频信号下变频至1.2GHz±500MHz的中频信号。

2.如权利要求1所述的宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，所述Ka-X频段下变频器包括：输入信号处理单元、输出信号处理单元、本振单元、第一混频器和网络控制器，所述第一混频器的输入端分别与所述输入信号处理单元、所述本振单元连接，而输出端与所述输出信号处理单元连接，所述网络控制器分别与所述输入信号处理单元、所述本振单元连接；其中，

所述输入信号处理单元，用于对经过放大的Ka频段的射频信号进行隔离、滤波、放大、衰减与隔离处理后，输出至所述第一混频器；

所述本振单元，用于向所述第一混频器提供变频频段所需的本振信号；

所述第一混频器，用于将接收到的Ka频段的射频信号与所述本振信号进行混频，输出X频段的射频信号；

所述输出信号处理单元，用于将所述第一混频器输出的X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大与衰减处理后，输出至所述X频段下变频器；

所述网络控制器，用于接收网络控制信号并对所述输入信号处理单元、所述输出信号处理单元的衰减和所述本振信号的频段进行设定。

3.如权利要求2所述的宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，所述输入信号处理单元包括：依次相连的第一隔离器、一级射频滤波器、第二低噪声放大器、第一衰减器和第二隔离器；其中，

所述第一隔离器，用于对经过放大的Ka频段的射频信号进行输入隔离；

所述一级射频滤波器，用于对输入隔离后的Ka频段的射频信号进行滤波；

所述第二低噪声放大器，用于对滤波后的Ka频段的射频信号进行放大；

所述第一衰减器，用于对放大后的Ka频段的射频信号进行衰减；

所述第二隔离器，用于对衰减后的Ka频段的射频信号进行输出隔离。

4.如权利要求2所述的宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，所述输出信号处理单元包括：依次相连的第三隔离器、第一二级中频滤波器、第一π型电阻网络、第三低噪声放大器、第二衰减器、第四低噪声放大器和第二二级中频滤波器；其中，

所述第三隔离器，用于对接收到的X频段的射频信号进行输入隔离；

所述第一二级中频滤波器，用于对输入隔离后的X频段的射频信号进行滤波；

所述第一π型电阻网络，用于对滤波后的X频段的射频信号进行π型衰减；

所述第三低噪声放大器，用于对π型衰减后的X频段的射频信号进行放大；

所述第二衰减器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行衰减；

所述第四低噪声放大器，用于对经过衰减的X频段的射频信号进行输出放大；

所述第二二级中频滤波器，用于对输出放大后的X频段的射频信号进行输出滤波。

5.如权利要求3或4所述的宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，所述网络控制器对所述第一衰减器或所述第二衰减器的衰减值进行设定。

6.如权利要求1所述的宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，所述X频段下变频器包括：输入信号处理模块、混频模块和输出信号处理模块，所述混频模块的输入端分别与所述输入信号处理模块、所述混频模块连接，而输出端与所述输出信号处理模块连接；其中，

所述输入信号处理模块，用于对接收到的X频段的射频信号进行隔离、滤波、放大后，输出至所述混频模块；

所述混频模块包括第二混频器和本振源，所述第二混频器将所述输入信号处理模块输出的X频段的射频信号与所述本振源的本振信号混频成中频信号；

所述输出信号处理模块，用于对所述中频信号进行衰减、滤波、放大后，输出1.2GHz±500MHz的中频信号。

7.如权利要求6所述的宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，所述输入信号处理模块包括：依次连接的第四隔离器、射频输入滤波器、第五低噪声放大器、第五隔离器；其中，

所述第四隔离器，用于对接收到的X频段的射频信号进行输入隔离；

所述射频输入滤波器，用于对经过隔离的X频段的射频信号进行滤波；

所述第五低噪声放大器，用于对经过滤波的X频段的射频信号进行放大；

所述第五隔离器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行输出隔离。

8.如权利要求6所述的宽带Ka频段的下变频装置，其特征在于，所述输出信号处理模块包括：依次连接的第二π型电阻网络、第一中频滤波器、第六低噪声放大器、第三衰减器、第七低噪声放大器、第二中频滤波器和第三π型电阻网络；其中，

所述第二π型电阻网络，用于对接收到的X频段的射频信号进行π型衰减；

所述第一中频滤波器，用于对经过π型衰减的X频段的射频信号进行滤波；

所述第六低噪声放大器，用于对经过滤波的X频段的射频信号进行放大；

所述第三衰减器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行衰减；

所述第七低噪声放大器，用于对经过衰减的X频段的射频信号进行放大；

所述第二中频滤波器，用于对经过放大的X频段的射频信号进行滤波；

所述第三π型电阻网络，用于对经过滤波的X频段的射频信号进行π型衰减。