CN219420841U - 一种ku波段低噪声降频电路及降频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了本实用新型实施例提供一种KU波段低噪声降频电路及降频器，包括极化模块、射频模块、窄带滤波模块、锁相模块、带通滤波模块和输出模块，所述极化模块包括垂直极化单元和水平极化单元，所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元和第三射频单元，所述垂直极化单元与所述第一射频单元连接，所述水平极化单元与所述第二射频单元连接，所述窄带滤波模块与所述锁相模块连接，所述带通滤波模块与所述输出模块连接。通过窄带滤波模块在源头对信号降低干扰，锁相模块处理完信号后，通过带通滤波模块进行外频段信号抑制，加强了降频器电路的抗干扰能力，本实用新型实施例可广泛应用于卫星通信技术领域。

Description

一种KU波段低噪声降频电路及降频器

技术领域

本实用新型涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种KU波段低噪声降频电路及降频器。

背景技术

随着科技和生活的发展，通讯的传递也越来越普及，卫星电视比例也越来越高，随着卫星网络科技领域的不断发展，越来越多的设备均需要不同频率的卫星传输信号的支持，导致频谱资源紧凑、信号相互辐射干扰。目前，降频器的KU波段卫星频谱容易被临近信号干扰，稳定性不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种KU波段低噪声降频电路及降频器，通过窄带滤波和带通滤波，对外频段进行抑制，加强了电路的抗干扰能力。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种KU波段低噪声降频电路，包括极化模块、射频模块、窄带滤波模块、锁相模块、带通滤波模块和输出模块，所述极化模块包括垂直极化单元和水平极化单元，所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元和第三射频单元，所述垂直极化单元与所述第一射频单元连接，所述水平极化单元与所述第二射频单元连接，所述第三射频单元分别与所述第一射频单元、所述第二射频单元和所述窄带滤波模块连接，所述窄带滤波模块与所述锁相模块连接，所述锁相模块包括混频器和中频放大单元，所述混频器分别与所述窄带滤波模块和所述中频放大单元连接，所述中频放大单元与所述带通滤波模块连接，所述带通滤波模块与所述输出模块连接。

可选地，所述锁相模块包括芯片AT1066和芯片AT1066外围电路。

可选地，所述芯片AT1066外围电路包括信号参考电路。

可选地，所述芯片AT1066外围电路包括极化切换电路。

可选地，所述带通滤波模块与所述输出模块之间连接有稳压电路。

可选地，所述带通滤波模块包括多级LC选频电路。

可选地，所述稳压电路包括稳压芯片78L06。

可选地，所述第一射频单元、所述第二射频单元和所述第三射频单元两两之间连接有第一耦合电容。

可选地，所述第一射频单元、所述第二射频单元和所述第三射频单元均包括FET。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种降频器，包括如上所述的KU波段低噪声降频电路。

实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例提供一种KU波段低噪声降频电路，包括极化模块、射频模块、窄带滤波模块、锁相模块、带通滤波模块和输出模块，所述极化模块包括垂直极化单元和水平极化单元，所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元和第三射频单元，所述垂直极化单元与所述第一射频单元连接，所述水平极化单元与所述第二射频单元连接，所述第三射频单元分别与所述第一射频单元、所述第二射频单元和所述窄带滤波模块连接，所述窄带滤波模块与所述锁相模块连接，所述锁相模块包括混频器和中频放大单元，所述混频器分别与所述窄带滤波模块和所述中频放大单元连接，所述中频放大单元与所述带通滤波模块连接，所述带通滤波模块与所述输出模块连接。通过射频模块将前级信号放大，得到良好的信号，通过窄带滤波模块在源头对信号降低干扰，锁相模块处理完信号后，通过带通滤波模块进行外频段信号抑制，加强了降频器电路的抗干扰能力。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种KU波段低噪声降频电路的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种降频器使用状态的原理图；

图3是本实用新型实施例提供的一种KU波段低噪声降频电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1，本实用新型实施例提供一种KU波段低噪声降频电路，包括极化模块、射频模块、窄带滤波模块、锁相模块、带通滤波模块和输出模块，所述极化模块包括垂直极化单元和水平极化单元，所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元和第三射频单元，所述垂直极化单元与所述第一射频单元连接，所述水平极化单元与所述第二射频单元连接，所述第三射频单元分别与所述第一射频单元、所述第二射频单元和所述窄带滤波模块连接，所述窄带滤波模块与所述锁相模块连接，所述锁相模块包括混频器和中频放大单元，所述混频器分别与所述窄带滤波模块和所述中频放大单元连接，所述中频放大单元与所述带通滤波模块连接，所述带通滤波模块与所述输出模块连接。

其中，垂直极化单元，用于接收卫星信号，得到垂直极化信号；水平极化单元，用于接收卫星信号，得到水平极化信号。

第一射频单元，用于接收垂直极化信号，并将接收的垂直极化信号进行低噪声放大，得到高增益、低噪声的射频信号；第二射频单元，用于接收水平极化信号，并将接收的水平极化信号进行低噪声放大，得到高增益、低噪声的射频信号；第三射频单元，用于二次低噪声放大接收的卫星信号。

窄带滤波模块，用于对低噪声放大的卫星信号在源头抑制频带外的信号。

混频器，用于对输入的信号进行混频处理；中频放大单元，对输入的中频信号进行放大并输出。

带通滤波模块，用于对输入的中频信号进行带通选频及滤波，得到有效中频信号。

输出模块，用于输出选频和滤波后的中频信号。

具体的，卫星信号经过垂直极化单元的极化探针和水平极化单元的极化探针接收，输入到射频模块的第一射频单元和第二射频单元进行低噪声放大，得到高增益、低噪声的射频信号，再输入到第三射频单元进行二次放大，放大后的射频信号输入窄带滤波模块，窄带滤波模块过滤掉KU波段以外的卫星信号，抑制频带外的信号干扰，处理完成后将信号输入锁相模块进行转换、鉴相、滤波、振荡和混频处理后得到中频信号，中频信号通过中频放大单元放大后输入到带通滤波模块进行带通选频及滤波，得到频段为10.7GHz～13GHz的有效中频信号并通过输出模块输出。

参照图2，降频器使用状态的原理图，KU波段的降频器在进行卫星信号接收时，降频器需要外接一个开关，其中开关的水平极化信号接口连接第二射频单元，开关的垂直极化信号接口连接第一射频单元。开关可以接收经过降频处理的水平极化信号，还可以接收经过降频处理的垂直极化信号，满足不同的信号接收需求，将KU波段卫星电视信号的中频信号输出，满足需求；有效降低KU波段外的信号干扰，提升降频器的抗干扰能力和稳定性。

参照图3，可选地，所述锁相模块包括芯片AT1066和芯片AT1066外围电路。

可选地，所述芯片AT1066外围电路包括信号参考电路。

具体的，AT1066是应用于卫星电视接收系统中高频头的集成锁相芯片，芯片AT1066去噪声能力优良，与现有技术所采用的芯片相比较，除对应的增益高度档位脚不同外，其他脚位功能相同，其空置(NC)是高档位增益，100K接地是中档位增益，GND接地是低挡位增益，使用不同档位不影响噪声系数。对输出的极化卫星信处理得到所需的本振频率10.75GHz、11.3GHz或9.75GHz/10.6GHz的双本振频率，并解调出来所需的中频信号经内部放大后进行输出；性能稳定、集成性高、外围器件少、内置低增益放大电路、很大程度的降低了芯片内部的信号辐射及饱和失真。信号参考电路包括晶振SDM1，晶振SDM1的型号为25MHz晶体振荡器，用于产生高度稳定的信号(参考信号)；C14为射频信号输入端的耦合电容，射频信号经过窄带滤波模块滤波后通过电容C14耦合输入芯片AT1066的射频输入2脚位；晶振SDM1输入和输出端分别与芯片AT1066的管脚X1和X2连接；C11为芯片AT1066处理得到放大的中频信号的信号输出耦合电容，将输出的中频信号耦合到带通滤波模块。

参照图3，可选地，所述带通滤波模块与所述输出模块之间连接有稳压电路。

可选地，所述稳压电路包括稳压芯片78L06。

具体的，稳压电路由芯片78L06、电容C17和C18组成，为芯片AT1066提供稳定的工作电压源。78L06芯片是一种三端稳压管，其直到临界反向击穿电压前都具有很高的电阻，稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内，端电压几乎不变，表现出稳压特性。电容C17位稳压芯片IC5的输出管脚的去耦电容，过滤输出电压的纹波，C18为稳压芯片IC5的输入管脚的去耦电容，过滤输入电压的纹波，稳压芯片IC2的输出管脚3(OUT)与芯片AT1066的管脚VDD连接，稳压芯片IC2的输入管脚1(IN)与输出模块的端口OUT PUT连接。

参照图3，可选地，所述带通滤波模块包括多级LC选频电路。

具体的，带通滤波模块对中频信号850MHz以前的带宽进行抑制，进一步加强抗干扰效果。经芯片AT1066处理得到的卫星电视中频信号，经C11耦合输出、经微带电感线路、电容器件C12、C7、C8、C9、C10、C13、C15组成的LC选频电路，再次对中频信号进行精准选频，完成后输出至输出模块的端口OUT PUT。

参照图3，可选地，所述芯片AT1066外围电路包括极化切换电路。

具体的，极化切换电路由C21、R6、R7、R8组成的分压电路提供。极化之间的切换，采用完全断电(0V模式)，能降低功耗，并有利于提升隔离度。即：V极化工作时，H极化的电路和器件被切断电压，完全处于截止或不工作状态；反之H工作时，V电路不工作。

参照图3，可选地，所述第一射频单元、所述第二射频单元和所述第三射频单元两两之间连接有第一耦合电容。

具体的，卫星电视信号信经LNB一体化主体接收，信号经水平极化或垂直极化两种模式进行接收；由各自极化的一级射频放大电路进行放大后输入公共放大的二级射频放大电路。在垂直极化端进行垂直极化射频信号初级放大的第一射频单元将放大的射频信号通过第一耦合电容C3输入到第三射频单元进行二次放大；在水平极化端进行水平极化射频信号初级放大的第一射频单元将放大的射频信号通过第一耦合电容C16输入到第三射频单元进行二次放大。

参照图3，可选地，所述第一射频单元(210)、所述第二射频单元(220)和所述第三射频单元(230)均包括FET。

具体的，FET为场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET))简称场效应管，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象和安全工作区域宽等优点。FET的Q1型号为JK1502，将垂直极化的卫星信号进行低噪声放大后输出，其VGS由IC1(AT1066)的17脚，经限流电阻R1和滤波电容C1提供负偏压(-0.3V—-0.45V)；VDS由IC1的18脚经C2滤波后提供+2V电压(此时H极化端的Q3器件因IC1不提供其工作电压、所以处于截止状态)，放大后的信号经C3耦合至公共二级放大Q2进行二次放大，Q2的VGS负偏压由IC1的19脚输出经R2、C4提供，VDS由IC1的20脚位输出+2V并由C5滤波提供，经二次放大后的信号通过单短截谐振器进行滤波，经C14耦合至IC1的射频输入2脚位；FET的Q3型号为JK1502，将水平极化的卫星信号进行低噪声放大后输出，其VGS由IC1的4脚经限流电阻R5和滤波电容C20提供负偏压(-0.3V—-0.45V)，VDS由IC1的5脚经C19滤波后提供+2V电压(此时V极化端的Q1器件因IC1不提供其工作电压、所以处于截止状态)，放大后的信号经C16耦合至公共二级放大Q2，同样经二次放大后的信号通过,单短截谐振器进行滤波后输入IC1的2脚位进行运算。单短截谐振器(single stub resonator)设计方式替代传统耦合式滤波原理，在源头将带宽10.6GHz之前的信号进行抑制，通过频宽为10.7GHz—13GHz；通过采用单短截谐振器设计方式理念，使得PCB线路制作无需特殊工艺要求，信号传输过程中的损耗小、阻抗匹配也比较适配(传统耦合式滤波器、对线宽、线径、传输线耦合的间距要求严格，略有误差频带就会偏移、达不到预想的效果)。

本实用新型的工作原理是：卫星电视信号信经LNB一体化主体接收卫星信号，卫星信号经水平极化或垂直极化两种模式进行接收；由第一射频单元或第二射频单元进行初级放大后耦合输入到第三射频单元进行二次放大，放大后的射频信号输入到单谐振器进行滤波，抑制KU波段外的信号，然后输入锁相模块芯片AT1066相应的极化输入端进行处理，处理后得到所需的本振频率10.75GHz、11.3GHz或9.75GHz/10.6GHz的双本振频率，并解调出来所需的中频信号经内部放大后进行输出到带通滤波模块，带通滤波将中频信号经过C11耦合，然后经微带电感线路、电容器件C12、C7、C8、C9、C10、C13、C15组成的LC选频电路，再次对中频信号进行精准选频，得到频段为10.7GHz～13GHz的有效中频信号并通过输出模块输出。

实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例提供一种KU波段低噪声降频电路，包括极化模块、射频模块、窄带滤波模块、锁相模块、带通滤波模块和输出模块，所述极化模块包括垂直极化单元和水平极化单元，所述射频模块包括第一射频单元、第二射频单元和第三射频单元，所述垂直极化单元与所述第一射频单元连接，所述水平极化单元与所述第二射频单元连接，所述第三射频单元分别与所述第一射频单元、所述第二射频单元和所述窄带滤波模块连接，所述窄带滤波模块与所述锁相模块连接，所述锁相模块包括混频器和中频放大单元，所述混频器分别与所述窄带滤波模块和所述中频放大单元连接，所述中频放大单元与所述带通滤波模块连接，所述带通滤波模块与所述输出模块连接。通过射频模块将前级信号放大，得到良好的信号，通过窄带滤波模块的单谐振器在源头对射频信号进行滤波，抑制KU波段外的信号，锁相模块处理完信号后，通过带通滤波模块再次对中频信号进行精准选频，得到频段为10.7GHz～13GHz的有效中频信号，加强了降频器电路的抗干扰能力。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种降频器，包括如上所述的KU波段低噪声降频电路。

可见，上述降频器电路实施例中的内容均适用于本降频器实施例中，本降频器实施例所具体实现的功能与上述降频器电路实施例相同，并且达到的有益效果与上述降频器电路实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种KU波段低噪声降频电路，其特征在于，包括极化模块(100)、射频模块(200)、窄带滤波模块(300)、锁相模块(400)、带通滤波模块(500)和输出模块(600)，所述极化模块(100)包括垂直极化单元(110)和水平极化单元(120)，所述射频模块(200)包括第一射频单元(210)、第二射频单元(220)和第三射频单元(230)，所述垂直极化单元(110)与所述第一射频单元(210)连接，所述水平极化单元(120)与所述第二射频单元(220)连接，所述第三射频单元(230)分别与所述第一射频单元(210)、所述第二射频单元(220)和所述窄带滤波模块(300)连接，所述窄带滤波模块(300)与所述锁相模块(400)连接，所述锁相模块(400)包括混频器(410)和中频放大单元(420)，所述混频器(410)分别与所述窄带滤波模块(300)和所述中频放大单元(420)连接，所述中频放大单元(420)与所述带通滤波模块(500)连接，所述带通滤波模块(500)与所述输出模块(600)连接。

2.根据权利要求1所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述锁相模块(400)包括芯片AT1066和芯片AT1066外围电路。

3.根据权利要求2所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述芯片AT1066外围电路包括信号参考电路。

4.根据权利要求2所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述芯片AT1066外围电路包括极化切换电路。

5.根据权利要求1所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述带通滤波模块(500)与所述输出模块(600)之间连接有稳压电路。

6.根据权利要求1-5任一项所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述带通滤波模块(500)包括多级LC选频电路。

7.根据权利要求5所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述稳压电路电路包括稳压芯片78L06。

8.根据权利要求1所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述第一射频单元(210)、所述第二射频单元(220)和所述第三射频单元(230)两两之间连接有第一耦合电容。

9.根据权利要求8所述的KU波段低噪声降频电路，其特征在于，所述第一射频单元(210)、所述第二射频单元(220)和所述第三射频单元(230)均包括FET。

10.一种降频器，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的KU波段低噪声降频电路。