CN210327549U - 一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机，包括：低噪声放大器，用以对接收的Ka频段信号进行低噪声放大；第一滤波器，用以对经过低噪声放大器低噪声放大后的Ka频段信号进行滤波；可变增益放大器，用以对经过第一滤波器滤波后的Ka频段信号进行增益放大；第二滤波器，用以对经过可变增益放大器增益放大后的Ka频段信号进行滤波；有源检波器，用以对经过第二滤波器滤波后的Ka频段信号进行检波，直接输出检波电压；其中，可变增益放大器具体用以控制链路增益大小调节所述有源检波器的线性度，第一滤波器和第二滤波器配合，用以控制通道噪声带宽及抑制带外干扰。本实用新型具有噪声小、灵敏度高、结构简单、成本低、检波线性度好的技术特点。
Description
技术领域
本实用新型属于微波接收机技术领域，尤其涉及一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机。
背景技术
辐射计是靠接收被测物的微波辐射信号进行工作，一般由天线系统、接收机和数据处理系统组成，其天线系统接收目标微弱的微波辐射信号，经由接收机处理，输出检波电压，供数据处理系统进行处理，最终输出目标的亮温温度信号(一般为直流电压信号，该直流电压与目标亮温成线性关系)。辐射计的工作原理主要是基于普朗克黑体辐射定律，其接收机为高灵敏度接收机，对噪声系数和接收机增益稳定性具有严格的要求，同时为方便系统定标，要求接收机具有极高的线性度。
现有技术中，高频辐射计接收机一般采用超外差结构，将接收信号下变频至中频进行功率检波，可避免高频技术难点，同时能实现较好的性能。但是由于接收机采用变频方式，使得内部需产生本振信号，一方面会增加接收机的复杂度以及成本，另一方面本振信号可能会引入额外的噪声，影响接收机性能。同时其检波使用无源二极管，检波效率低，还需对检波二极管输出电压进行高次放大。
实用新型内容
本实用新型的技术目的是提供一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机，具有噪声小、灵敏度高、结构简单、成本低、检波线性度好的技术特点。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：
一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机，包括：
低噪声放大器，用以对接收的Ka频段信号进行低噪声放大；
第一滤波器，连接所述低噪声放大器，用以对经过所述低噪声放大器低噪声放大后的Ka频段信号进行滤波；
可变增益放大器，连接所述第一滤波器，用以对经过所述第一滤波器滤波后的Ka频段信号进行增益放大；
第二滤波器，连接所述可变增益放大器，用以对经过所述可变增益放大器增益放大后的Ka频段信号进行滤波；
有源检波器，连接所述第二滤波器，用以对经过所述第二滤波器滤波后的Ka频段信号进行检波，直接输出检波电压；
其中，所述可变增益放大器具体用以控制链路增益大小调节所述有源检波器的线性度，所述第一滤波器和所述第二滤波器配合，用以控制通道噪声带宽及抑制带外干扰。
进一步优选的，所述第一滤波器的带宽为不低于预设接收机带宽的三倍，用以滤除带外干扰及杂散信号，所述第二滤波器的带宽为等于预设接收机带宽，用以限定接收机带宽。
进一步优选的，所述低噪声放大器为噪声系数低于2.5dB、增益为大于20dB的低噪声放大器。
进一步优选的，所述可变增益放大器为单级或多级放大器。
进一步优选的，所述有源检波器为平方率检波。
本实用新型与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本实用新型所设计的辐射计收发机为直接放大式接收机，可以实现对Ka频段噪声功率的直接检波，所接收信号无需进行变频，可避免使用高频本振信号。接收机内部设计有可变增益放大器用于控制链路增益，从而可调节进入后级检波器的功率大小，便于调整检波器的工作点，使其工作在最佳的检波线性区，实现最佳的线性度。相比无源检波器，采用宽带有源检波器可以实现更优的线性度，同时可直接得到幅度较高的检波电压，相比传统的高频辐射计接收机无需再对检波电压进行多级有源放大，可减少噪声的引入，能有效降低检波电压的方差，提高辐射计灵敏度。
附图说明
图1为本实用新型的一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机的结构框图。
附图标记说明：
1-低噪声放大器；2-第一滤波器；3-可变增益放大器；4-第二滤波器；5-有源检波器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机作进一步详细说明。
参看图1，本实施例提供了一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机，包括：低噪声放大器1，用以对接收的Ka频段信号进行低噪声放大；第一滤波器2，连接低噪声放大器1，用以对经过低噪声放大器1低噪声放大后的Ka频段信号进行滤波；可变增益放大器3，连接第一滤波器2，用以对经过第一滤波器2滤波后的Ka频段信号进行增益放大；第二滤波器4，连接可变增益放大器3，用以对经过可变增益放大器3增益放大后的Ka频段信号进行滤波；有源检波器5，连接第二滤波器4，用以对经过第二滤波器4滤波后的Ka频段信号进行检波，直接输出检波电压；其中，可变增益放大器3具体用以控制链路增益大小调节所述有源检波器5的线性度，第一滤波器2和第二滤波器4配合，用以控制通道噪声带宽及抑制带外干扰。
现对本实施例进行详细说明：
本实施例的低噪声放大器1、第一滤波器2、可变增益放大器3、第二滤波器4、有源检波器5均工作在Ka频段。
本实施例通过与接收机配套的天线系统接收得到Ka频段信号，Ka频段信号首先进入低噪声放大器1，对Ka频段信号进行低噪声放大，优选的，低噪声放大器1为噪声系数低于2.5dB、增益为大于20dB的低噪声放大器1，以减少噪声的引入。
经过低噪声放大器1低噪声放大后的Ka频段信号进入第一滤波器2，对Ka频段信号进行第一级滤波，优选地，第一滤波器2的带宽为不低于预设接收机带宽的三倍，用以滤除带外干扰及杂散信号，具体地，本实施例设计选用的第一滤波器2带宽约等于3GHz。
经过第一滤波器2滤波后的Ka频段信号进入可变增益放大器3，对Ka频段信号进行增益放大，优选的，可变增益放大器3为单级或多级放大器，其中，参看图1，可变增益放大器3可与一般放大器进行搭配，以调整可变增益放大器3控制链路增益的范围。具体地，本实施例的可变增益放大器3选用Hittite公司的超宽带HMC6187LP4E，该器件最大增益约20dB，增益动态约13dB，输出功率1dB压缩点为+24dBm。
经过可变增益放大器3增益放大后的Ka频段信号进入第二滤波器4，对Ka频段信号进行第二级滤波，优选地，第二滤波器4的带宽为等于预设接收机带宽，用以限定接收机带宽，具体地，本实施例设计选用的第二检波器滤波器带宽约1GHz。
经过第二滤波器4滤波后的Ka频段信号进入有源检波器5，有源检波器5对Ka频段噪声功率进行平方率检波，具体地，本实施例的有源检波器5选用Hittite公司的超宽带HMC6187LP4E，该器件最大增益约20dB，增益动态约13dB，输出功率1dB压缩点为+24dBm。
具体地，本实施例的接收机需对进入检波器的噪声功率大小进行控制，可根据设计需求选择多级放大器，并通过可变增益放大器3调整整体的增益指标，进一步地，第二滤波器4带宽为1GHz，当可变增益放大器3工作在增益最大的情况时，链路总增益设计为70dB左右，以确保进入检波器的通道噪声功率为-10dBm左右，并且根据有源检波器5的线性度，适当调整可变增益放大器3HMC6187LP4E的增益大小，以使后级检波器LTC5596得到最佳的线性度，本实施例的有源检波器5线性度优于0.99995，输出电压大于1.5V。
本实施例可以实现对Ka频段噪声功率的直接检波，所接收信号无需进行变频，可避免使用高频本振信号。接收机内部设计有可变增益放大器3用于控制链路增益，从而可调节进入后级检波器的功率大小，便于调整检波器的工作点，使其工作在最佳的检波线性区，实现最佳的线性度。相比无源检波器，采用宽带有源检波器5可以实现更优的性度，同时可直接得到幅度较高的检波电压，相比传统的高频辐射计接收机无需再对检波电压进行多级有源放大，可减少噪声引入，能有效降低检波电压的方差，提高辐射计灵敏度。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种星载Ka频段直接检波辐射计接收机，其特征在于，包括：
低噪声放大器，用以对接收的Ka频段信号进行低噪声放大；
第一滤波器，连接所述低噪声放大器，用以对经过所述低噪声放大器低噪声放大后的Ka频段信号进行滤波；
可变增益放大器，连接所述第一滤波器，用以对经过所述第一滤波器滤波后的Ka频段信号进行增益放大；
第二滤波器，连接所述可变增益放大器，用以对经过所述可变增益放大器增益放大后的Ka频段信号进行滤波；
有源检波器，连接所述第二滤波器，用以对经过所述第二滤波器滤波后的Ka频段信号进行检波，直接输出检波电压；
其中，所述可变增益放大器具体用以控制链路增益大小调节所述有源检波器的线性度，所述第一滤波器和所述第二滤波器配合，用以控制通道噪声带宽及抑制带外干扰。
2.根据权利要求1所述的星载Ka频段直接检波辐射计接收机，其特征在于，所述第一滤波器的带宽为不低于预设接收机带宽的三倍，用以滤除带外干扰及杂散信号，所述第二滤波器的带宽为等于预设接收机带宽，用以限定接收机带宽。
3.根据权利要求1所述的星载Ka频段直接检波辐射计接收机，其特征在于，所述低噪声放大器为噪声系数低于2.5dB、增益为大于20dB的低噪声放大器。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的星载Ka频段直接检波辐射计接收机，其特征在于，所述可变增益放大器为单级或多级放大器。
5.根据权利要求4所述的星载Ka频段直接检波辐射计接收机，其特征在于，所述可变增益放大器的增益调整动态范围不低于10dB。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的星载Ka频段直接检波辐射计接收机，其特征在于，所述有源检波器为平方率检波。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112904335A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-04 | 中国科学院东北地理与农业生态研究所 | 一种无人机载Ka波段微波辐射计系统 |
| CN113691269A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-23 | 上海航天测控通信研究所 | 一种可变频点的星用高灵敏度测控接收机 |
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| CN113691269B (zh) * | 2021-08-30 | 2022-03-25 | 上海航天测控通信研究所 | 一种可变频点的星用高灵敏度测控接收机 |
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