CN216390982U - 一种卫星测控应答机射频接收通道 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种卫星测控应答机射频接收通道，包括VCA电路和VGA电路；所述VCA电路包括完全单片模拟压控衰减器，卫星信号输入所述完全单片模拟压控衰减器；所述VGA电路包括可变增益放大器，所述可变增益放大器与所述完全单片模拟压控衰减器连接，并输出最终的射频信号。本发明中的接收射频电路方案通过采用超低噪声放大器提高系统接收灵敏度，采用VCA加VGA的模式实现宽接收动态范围，并使用高线性度混频器及放大器件提高接收通道的线性度，采用集成锁相环实现两个变频单元需要的本振信号，降低系统复杂度。

Description

一种卫星测控应答机射频接收通道

技术领域

本实用新型涉及卫星测控技术领域，尤其涉及一种卫星测控应答机射频接收通道。

背景技术

统一载波测控系统是美国在20世纪60年代研制USB系统时提出的，它是基于“频分”的基本原理。到了20世纪70年代，美国在发展TDRSS时采用“时分制”和扩频技术，采用数字信号传输，实现了一个载波上的多功能综合，欧洲空间局也发展了扩频测控体制，制定了相应的标准。这种体制被称为“扩频统一测控体制”，相对这种扩频测控系统而言，又将前一种系统称为“标准统一测控系统”。扩频统一测控系统的大部分组成与标准统一测控系统相同，所以通常是在同一个测控系统中，具有“标准测控”和“扩频测控”两种模式，它们的主要区别：在扩频模式中测距采用了PN码扩频测距，测速采用了载波恢复环测速，测角采用了低载噪比的扩频跟踪接收机，遥测、遥控采用了扩频数字传输。用于扩频测控的系统，采用收、发扩频码时延进行距离测量，由于码钟频率较高，其测距精度可以做到很高。扩频测控系统的测速与统一载波测控系统相同，采用载波多普勒测速。对扩频测控系统来讲，不管是遥控指令还是注入数据、不管是遥测数据还是其他数据，均看作统一的数据流，采用虚拟信道的方式，利用数据打包再封装成帧进行传输(类似CCSDS标准)。采用扩频测控能带来很多好处，如抗干扰、防截获、抗多径、多址、伪码扩频测距等。

其中，扩频应答机的抗干扰性能强弱除信号处理算法本身，还依赖于接收射频通道的线性度、动态范围、基带处理单元模数转换有效位等。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种解决现有技术中全信号接收范围内测控应答机抗干扰性能问题的卫星测控应答机射频接收通道。

具体而言本实用新型提供了一种卫星测控应答机射频接收通道，其特征在于，所述卫星测控应答机射频接收通道包括VCA电路和VGA电路；

所述VCA电路包括完全单片模拟压控衰减器，卫星信号输入所述完全单片模拟压控衰减器；

所述VGA电路包括可变增益放大器，所述可变增益放大器与所述完全单片模拟压控衰减器连接，并输出最终的射频信号。

更进一步地，所述卫星测控应答机射频接收通道包括检波电路，所述检波电路包括检波器和运算放大器；所述运算放大器检波器与运算放大器连接，所述运算放大器同时与所述VCA电路和VGA电路连接，用于获取所述VCA电路和VGA电路的控制电压。

更进一步地，所述卫星测控应答机射频接收通道包括第一级变频电路和第二级变频电路；所述第一级变频电路和第二级变频电路分别设置在所述检测VCA电路和VGA电路前；所述第一级变频电路和第二级变频电路采用相同链路结构，所述第一级变频电路和第二级变频电路包括混频器。

更进一步地，所述卫星测控应答机射频接收通道包括抗烧毁及超低噪声放大电路；所述抗烧毁及超低噪声放大电路设置在所述VCA电路前，所述抗烧毁及超低噪声放大电路包括功率抑制管、第一声表滤波器、低噪声放大器和第二声表滤波器；所述功率抑制管与接收器连接，所述第一声表滤波器与功率抑制管连接，所述低噪声放大器与第一声表滤波器连接，所述第二声表滤波器与所述低噪声放大器连接。

更进一步地，所述卫星测控应答机射频接收通道包括集成锁相环电路；所述集成锁相环电路同时与第一级变频电路和第二级变频电路连接，所述集成锁相环电路包括锁相环频率合成芯片。

本实用新型的有益效果是：

本发明中的接收射频电路方案通过采用超低噪声放大器提高系统接收灵敏度，采用VCA加VGA的模式实现宽接收动态范围，并使用高线性度混频器及放大器件提高接收通道的线性度，采用集成锁相环实现两个变频单元需要的本振信号，降低系统复杂度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种卫星测控应答机射频接收通道的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种卫星测控应答机射频接收通道中抗烧毁及超低噪声放大电路原理图；

图3是本实用新型实施例提供的一种卫星测控应答机射频接收通道中VCA电路原理图；

图4是本实用新型实施例提供的一种卫星测控应答机射频接收通道中一、二级变频电路原理图；

图5是本实用新型实施例提供的一种卫星测控应答机射频接收通道中VGA电路原理图；

图6是本实用新型实施例提供的一种卫星测控应答机射频接收通道中检波加控制电路原理图；

图7是本实用新型实施例提供的一种卫星测控应答机射频接收通道中集成锁相环电路原理图。

其中，1-抗烧毁及超低噪声放大电路、2-第一级变频电路、3-VCA电路、4-第二级变频电路、5-VGA电路、6-检波电路和7-集成锁相环电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-7，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

如附图1所示，本实用新型提供一种卫星测控应答机射频接收通道，该卫星测控应答机射频接收通道包括抗烧毁及超低噪声放大电路1、第一级变频电路2、VCA电路3、第二级变频电路4、VGA电路5、检波电路6和集成锁相环电路7。

如附图2所示，抗烧毁及超低噪声放大电路1包括功率抑制管、第一声表滤波器、低噪声放大器和第二声表滤波器，该电路考虑抗大功率烧毁电路和超低噪声系数设计。功率抑制管与接收器连接，采用功率抑制管SKY16602-632LF确保1W以上功率输入情况下射频通道不损坏；第一声表滤波器与功率抑制管连接，用于滤除中心频点100M以外的带外杂波信号；低噪声放大器与第一声表滤波器连接，低噪声放大器采用低噪声放大器SKY67153-396LF，通过参数优化确保噪声系数、工作电流、线性度保持在一个较好的状态，满足-52dBm信号输入时20dBc干扰信号输入时通道的线性度；第二声表滤波器与低噪声放大器连接，以确保有用信号在相应的范围内。

如附图3所示，第一级变频电路2和第二级变频电路4分别设置在VCA电路3和VGA电路5前，包括混频器。由于系统要求的60dBc以上的接收动态范围，对混频器的线性度有了较高的要求，本实施例选择线性度相对较高的混频器ADL5350ACPZ设计实现，第一级变频电路2和第二级变频电路4采用相同的链路结构通过配置不同的参数实现两级变频的频率和增益要求，同时满足了系统的线性度要求。混频器包括本振放大器，本振放大器与集成锁相环电路7连接，用于获取本振信号。

如附图4所示，VCA电路3通过第一级变频电路2与抗烧毁及超低噪声放大电路1连接，VCA电路3包括完全单片模拟压控衰减器，由于系统要求的60dBc以上的接收动态范围，采用一级AGC电路的范围有限，同时大信号输入时射频前端增益过高时容易出现非线性失真，本实施例考虑到系统线性度和动态范围的要求在接收链路中加入完全单片模拟压控衰减器RFSA2023，VCA电路3置于第一级变频电路2后，输入信号越强VCA增益越小，通过调整VCA的增益(衰减量)来达到线性度和动态范围的双赢。

如附图5所示，VGA电路5通过第二级变频电路4与VCA电路3连接，并输出最终的射频信号；VGA电路5包括可变增益放大器，由于系统要求的60dBc以上的接收动态范围，VCA的增益控制范围为-5dB～-35dB，本实施例中，可变增益放大器采用AD8367ARUZ作为末端VGA，通过优化AD8367的输入输出配置参数，确保了系统60dBc以上的接收动态，并确保了20dBc干扰信号输入时的系统线性度要求。

如附图6所示，检波电路6包括检波器和运算放大器；检波器与VGA电路5输出端连接，运算放大器与检波器连接，并检测VCA电路3和VGA电路5的控制电压。检波加控制电路的原理是通过设置运放积分电路的参考电压配合检波器的工作模式配置，设定目标控制电压(检测电平)，从而实现控制VCA电路3和VGA电路5中电压的线性输出，保证控制电压随增益变换的连续性。检波控制电路的作用是确保受控制信号电平下接收射频通道输出中频功率的一致性和稳定性，该电路中检波器采用AD8361ARMZ，运放采用MAX4130，均可以采用+3.3V供电。

如附图7所示，集成锁相环电路7同时与第一级变频电路2和第二级变频电路4中本振放大器连接，集成锁相环电路7包括锁相环频率合成芯片。在本实施例中，锁相环频率合成芯片采用可以双通道输出的SI4133/SI4136设计；SI4133输出频率RF1:900MHz to1.8GHz，RF2:750MHz to 1.5GHz，IF:62.5 to 1000MHz；SI4136输出频率RF1:2300MHz to2500MHz，RF2:2025MHz to 2300MHz，IF:62.5 to 1000MHz；采用SI4133/SI4136的优点在于可以采用一个芯片输出两个本振频率，IF输出二本振，RF输出一本振，从而实现本振设计的集成化目标。同时，本电路设计采用了兼容设计，可根据需要不同焊接不同型号的芯片实现不同频段接收本振的设计需求。

虽然本实用新型已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (5)

1.一种卫星测控应答机射频接收通道，其特征在于，所述卫星测控应答机射频接收通道包括VCA电路(3)和VGA电路(5)；

所述VCA电路(3)包括完全单片模拟压控衰减器，卫星信号输入所述完全单片模拟压控衰减器；

所述VGA电路(5)包括可变增益放大器，所述可变增益放大器与所述完全单片模拟压控衰减器连接，并输出最终的射频信号。

2.根据权利要求1所述卫星测控应答机射频接收通道，其特征在于，所述卫星测控应答机射频接收通道包括检波电路(6)，所述检波电路(6)包括检波器和运算放大器；所述运算放大器检波器与运算放大器连接，所述运算放大器同时与所述VCA电路(3)和VGA电路(5)连接，用于获取所述VCA电路(3)和VGA电路(5)的控制电压。

3.根据权利要求1所述卫星测控应答机射频接收通道，其特征在于，所述卫星测控应答机射频接收通道包括第一级变频电路(2)和第二级变频电路(4)；所述第一级变频电路(2)和第二级变频电路(4)分别设置在所述VCA电路(3)和VGA电路(5)前；所述第一级变频电路(2)和第二级变频电路(4)采用相同链路结构，所述第一级变频电路(2)和第二级变频电路(4)包括混频器。

4.根据权利要求1所述卫星测控应答机射频接收通道，其特征在于，所述卫星测控应答机射频接收通道包括抗烧毁及超低噪声放大电路(1)；所述抗烧毁及超低噪声放大电路(1)设置在所述VCA电路(3)前，所述抗烧毁及超低噪声放大电路(1)包括功率抑制管、第一声表滤波器、低噪声放大器和第二声表滤波器；所述功率抑制管与接收器连接，所述第一声表滤波器与功率抑制管连接，所述低噪声放大器与第一声表滤波器连接，所述第二声表滤波器与所述低噪声放大器连接。

5.根据权利要求3所述卫星测控应答机射频接收通道，其特征在于，所述卫星测控应答机射频接收通道包括集成锁相环电路(7)；所述集成锁相环电路(7)同时与第一级变频电路(2)和第二级变频电路(4)连接，所述集成锁相环电路(7)包括锁相环频率合成芯片。

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