CN220190859U

CN220190859U - 扩展l波段信号转换设备

Info

Publication number: CN220190859U
Application number: CN202322113438.8U
Authority: CN
Inventors: 文嘉豪; 张广宇; 温盛达; 陈大龙; 李志一; 谭雪春; 谭国明
Original assignee: Shanghai Cobalt Sheng Electronics Co ltd
Current assignee: Shanghai Cobalt Sheng Electronics Co ltd
Priority date: 2023-08-07
Filing date: 2023-08-07
Publication date: 2023-12-15
Anticipated expiration: 2033-08-07

Abstract

本申请提供了扩展L波段信号转换设备，属于卫星通信技术领域。针对扩展L波段信号转换设备无法波段全覆盖，导致实现波段全覆盖的并联设备体积大的问题，本申请提供了扩展L波段信号转换设备，包括依次连接的前端预处理模块、变频模块和中频处理模块；前端预处理模块包括第一单刀四掷开关和第二单刀四掷开关，以对输入的扩展L波段内的射频信号的工作模式切换；变频模块连接有本振模块；中频处理模块包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，以选择性输出两种频率的中频信号中的一者。本申请实现了波段全覆盖，且通过高集成度，减小了设备体积，降低了设备成本。

Description

扩展L波段信号转换设备

技术领域

本申请涉及卫星通信技术领域，尤其涉及扩展L波段信号转换设备。

背景技术

卫星通信是地球上(包括陆地、水面和低层大气中)无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进行的空间微波通信，是地面微波接力通信的继承和发展。

无线电通信站接收、转发卫星信号，需对卫星信号进行接收、采集及转换、处理等操作。

卫星信号波段一般可以被划分为L波段，扩展L波段，S波段，C波段，X波段，Ku波段，Ka波段等，其中，扩展L波段指频率在0.4～2.7GHz的无线电电波波段。

传统扩展L波段信号转换设备功能单一，仅支持转换扩展L波段内的某一段信号，无法做到波段全覆盖。而针对波段全覆盖需要，目前是将多台不同功能的信号转换设备并联，造成设备庞大，且成本高。

实用新型内容

本申请的目的在于解决现有技术中，扩展L波段信号转换设备无法波段全覆盖，导致实现波段全覆盖的并联设备体积大的问题。因此，本申请提供了扩展L波段信号转换设备，通过并联的0.4GHz～0.95GHz带通滤波器、0.9GHz～1.45GHz带通滤波器、1.4GHz～2.15GHz带通滤波器、2.1GHz～2.7GHz带通滤波器，实现波段全覆盖，且通过高集成度，减小了设备体积，降低了设备成本。

本申请实施例提供了一种扩展L波段信号转换设备，包括依次连接的前端预处理模块、变频模块和中频处理模块；

所述前端预处理模块包括第一单刀四掷开关和第二单刀四掷开关，所述第一单刀四掷开关的四个动端和第二单刀四掷开关的四个动端之间分别对应连接0.4GHz～0.95GHz带通滤波器、0.9GHz～1.45GHz带通滤波器、1.4GHz～2.15GHz带通滤波器、2.1GHz～2.7GHz带通滤波器，以对输入的扩展L波段内的射频信号的工作模式切换；

所述变频模块连接有本振模块，所述变频模块将输入信号转换为中频信号，所述本振模块用于提供所述变频模块变频所需的频率源信号；

所述中频处理模块包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，所述第一单刀双掷开关的两个动端和第二单刀双掷开关的两个动端之间分别对应连接50MHz～90MHz带通滤波器、100MHz～180MHz带通滤波器，以选择性输出两种频率的中频信号中的一者。

采用上述技术方案，通过并联的0.4GHz～0.95GHz带通滤波器、0.9GHz～1.45GHz带通滤波器、1.4GHz～2.15GHz带通滤波器、2.1GHz～2.7GHz带通滤波器，用户可以根据实际需求在0.4～2.7GHz内选取任意频点作为接收中心频率，实现波段全覆盖，同时在两种中频信号频率选择一种作为输出中频信号；且通过高集成度，减小了设备体积，降低了设备成本。

在一些实施例中，所述第二单刀双掷开关的定端连接有50MHz～180MHz数控衰减器，所述50MHz～180MHz数控衰减器的一输出端连接有50MHz～180MHz检波器，另一输出端连接有50MHz～180MHz中频放大器，且所述50MHz～180MHz中频放大器的输出端作为设备的输出端输出70MHz中频信号或者140MHz中频信号。

在一些实施例中，所述第一单刀双掷开关的定端和所述第二单刀双掷开关的定端均连接有50MHz～180MHz中频隔离器，且与所述第一单刀双掷开关的定端连接的所述50MHz～180MHz中频隔离器的输入端连接所述变频模块的输出端，与所述第二单刀双掷开关的定端连接的所述50MHz～180MHz中频隔离器的输出端连接所述50MHz～180MHz数控衰减器的输入端。

在一些实施例中，所述变频模块包括依次连接的第一变频单元和第二变频单元，所述本振模块包括与所述第一变频单元连接的第一本振单元和与所述第二变频单元连接的第二本振单元；

所述第一变频单元用于将0.4GHz～2.7GHz频率信号变为5.46GHz～5.54GHz频率信号，所述第二变频单元用于将5.46GHz～5.54GHz频率信号变为50MHz～180MHz频率信号。

在一些实施例中，所述第一变频单元包括依次连接的DC～3GHz低通滤波器、0.4GHz～2.7GHz射频衰减器、0.4GHz～2.7GHz混频器和5.46GHz～5.54GHz带通滤波器，且所述0.4GHz～2.7GHz混频器与5.9GHz～8.2GHz第一本振单元连接。

在一些实施例中，所述第二变频单元包括依次连接的5.46GHz～5.54GHz射频衰减器、5.46GHz～5.54GHz射频放大器、5.46GHz～5.54GHz射频均衡器和5.46GHz～5.54GHz混频器，且所述5.46GHz～5.54GHz混频器与5.57GHz～5.64GHz第二本振单元连接。

在一些实施例中，所述前端预处理模块还包括0.4GHz～2.7GHz耦合器，所述0.4GHz～2.7GHz耦合器的一输出端连接有0.4GHz～2.7GHz射频检波器，另一输出端依次连接有0.4GHz～2.7GHz射频放大器、0.4GHz～2.7GHz射频衰减器和所述第一单刀四掷开关，所述第二单刀四掷开关的定端连接有0.4GHz～2.7GHz射频放大器。

在一些实施例中，还包括参考源模块，所述参考源模块与所述本振模块连接，以提供所述本振模块锁相所需的频率基准。

在一些实施例中，还包括数控模块，所述数控模块包括单片机，所述单片机用于控制所述第一单刀四掷开关、第二单刀四掷开关、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的切换。

本实用新型其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本实用新型说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为本实用新型的框图；

图2为本实用新型中前端预处理模块的框图；

图3为本实用新型中第一变频单元的框图；

图4为本实用新型中第二变频单元的框图；

图5为本实用新型中中频处理模块的框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实施例提供了一种扩展L波段信号转换设备，包括依次连接的前端预处理模块、变频模块和中频处理模块，尤其是在前端预处理模块通过并联的0.4GHz～0.95GHz带通滤波器、0.9GHz～1.45GHz带通滤波器、1.4GHz～2.15GHz带通滤波器、2.1GHz～2.7GHz带通滤波器，实现波段全覆盖，且通过高集成度设计，使得其体积小，重量轻，功耗低，能满足用户便携、车载、机载、舰载等多种需求。

在一个实施例中，本设备还包括参考源模块，参考源模块与本振模块连接，以提供本振模块锁相所需的频率基准。参考源模块可包含锁相环电路、恒温晶振和功分电路，且还可为用户提供内外参考频率，在保证模块正常工作的同时满足用户某些使用场景需要的同步要求。

在一个实施例中，本设备还包括数控模块，数控模块包括单片机，例如STM32F4系列单片机，单片机用于根据用户需求控制第一单刀四掷开关和第二单刀四掷开关的切换，以及第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的切换。

在一个实施例中，数控模块还包括通信芯片、存储芯片、逻辑器件、驱动芯片、相关配置电路及配套软件。

在一个实施例中，如图2所示，前端预处理模块包括第一单刀四掷开关和第二单刀四掷开关，第一单刀四掷开关的四个动端和第二单刀四掷开关的四个动端之间分别对应连接0.4GHz～0.95GHz带通滤波器、0.9GHz～1.45GHz带通滤波器、1.4GHz～2.15GHz带通滤波器、2.1GHz～2.7GHz带通滤波器，以对输入的扩展L波段内的射频信号工作模式切换，即满足用户波段全覆盖需求。

在一个实施例中，前端预处理模块还包括0.4GHz～2.7GHz耦合器，0.4GHz～2.7GHz耦合器的一输出端连接有0.4GHz～2.7GHz射频检波器，另一输出端依次连接有0.4GHz～2.7GHz射频放大器、0.4GHz～2.7GHz射频衰减器和第一单刀四掷开关，第二单刀四掷开关的定端连接有0.4GHz～2.7GHz射频放大器。射频检波器实现检测输入信号的功率。射频放大器实现对输入信号放大。射频衰减器实现对输入信号减小，并且本领域技术人员知晓射频衰减器对信号的减小远小于射频放大器对信号的放大。前端预处理模块通过对输入信号先放大后减小，以实现阻抗匹配，且防止信号频率饱和，降低信号失真率。

前端预处理模块可实现输入信号工作模式切换和对输入信号进行放大滤波，以保证对不同功率的输入信号有良好的接收性能，在保证信号不失真的情况下获得较好的信噪比。

在一个实施例中，变频模块连接有本振模块，变频模块将输入信号转换为中频信号，本振模块包括锁相环电路及相关匹配电路，用于提供变频模块变频所需的频率源信号。

在一个实施例中，变频模块包括依次连接的第一变频单元和第二变频单元，本振模块包括与第一变频单元连接的第一本振单元和与第二变频单元连接的第二本振单元。第一变频单元用于将0.4GHz～2.7GHz频率信号变为5.46GHz～5.54GHz频率信号，第二变频单元用于将5.46GHz～5.54GHz频率信号变为50MHz～180MHz频率信号，也即第一变频单元将输入的扩展L波段信号频率转换为一个中频频率，实现将输入频带范围的信号转换为一固定中心频率的宽带信号，第二变频单元将第一变频单元输出的中频频率变换为所需要的中频信号。

在一个实施例中，如图3所示，第一变频单元包括依次连接的DC～3GHz低通滤波器、0.4GHz～2.7GHz射频衰减器、0.4GHz～2.7GHz混频器和5.46GHz～5.54GHz带通滤波器，且0.4GHz～2.7GHz混频器与5.9GHz～8.2GHz第一本振单元连接。

在一个实施例中，如图4所示，第二变频单元包括依次连接的5.46GHz～5.54GHz射频衰减器、5.46GHz～5.54GHz射频放大器、5.46GHz～5.54GHz射频均衡器和5.46GHz～5.54GHz混频器，且5.46GHz～5.54GHz混频器与5.57GHz～5.64GHz第二本振单元连接。

在一个实施例中，如图5所示，中频处理模块包括第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关，第一单刀双掷开关的两个动端和第二单刀双掷开关的两个动端之间分别对应连接50MHz～90MHz带通滤波器、100MHz～180MHz带通滤波器，以选择性输出两种频率的中频信号中的一者。

在一个实施例中，第二单刀双掷开关的定端连接有50MHz～180MHz数控衰减器，50MHz～180MHz数控衰减器的一输出端连接有50MHz～180MHz检波器，另一输出端连接有50MHz～180MHz中频放大器，且50MHz～180MHz中频放大器的输出端作为设备的输出端输出70MHz中频信号或者140MHz中频信号，以对变频模块输出的中频信号进行放大、衰减，保证输出功率、带宽、带内波动等指标都满足用户需求的中频信号。50MHz～180MHz检波器可检测输入信号的功率，为50MHz～180MHz数控衰减器的调节提供依据。例如，单片机接收检波器的检测结果，根据检测结果与用户最终需求的差值，控制数控衰减器对信号进行处理，保证信号稳定输出。

在一个实施例中，第一单刀双掷开关的定端和第二单刀双掷开关的定端均连接有50MHz～180MHz中频隔离器，且与第一单刀双掷开关的定端连接的50MHz～180MHz中频隔离器的输入端连接变频模块的输出端，与第二单刀双掷开关的定端连接的50MHz～180MHz中频隔离器的输出端连接50MHz～180MHz数控衰减器的输入端。

在一个实施例中，本设备的各个模块均布局于一个盒体内，各模块间采用隔腔设计，以保证各模块内的频率成分不会互相串扰产生干扰信号。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种扩展L波段信号转换设备，其特征在于，包括依次连接的前端预处理模块、变频模块和中频处理模块；

2.根据权利要求1所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，所述第二单刀双掷开关的定端连接有50MHz～180MHz数控衰减器，所述50MHz～180MHz数控衰减器的一输出端连接有50MHz～180MHz检波器，另一输出端连接有50MHz～180MHz中频放大器，且所述50MHz～180MHz中频放大器的输出端作为设备的输出端输出70MHz中频信号或者140MHz中频信号。

3.根据权利要求2所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，所述第一单刀双掷开关的定端和所述第二单刀双掷开关的定端均连接有50MHz～180MHz中频隔离器，且与所述第一单刀双掷开关的定端连接的所述50MHz～180MHz中频隔离器的输入端连接所述变频模块的输出端，与所述第二单刀双掷开关的定端连接的所述50MHz～180MHz中频隔离器的输出端连接所述50MHz～180MHz数控衰减器的输入端。

4.根据权利要求1所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，所述变频模块包括依次连接的第一变频单元和第二变频单元，所述本振模块包括与所述第一变频单元连接的第一本振单元和与所述第二变频单元连接的第二本振单元；

5.根据权利要求4所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，所述第一变频单元包括依次连接的DC～3GHz低通滤波器、0.4GHz～2.7GHz射频衰减器、0.4GHz～2.7GHz混频器和5.46GHz～5.54GHz带通滤波器，且所述0.4GHz～2.7GHz混频器与5.9GHz～8.2GHz第一本振单元连接。

6.根据权利要求4所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，所述第二变频单元包括依次连接的5.46GHz～5.54GHz射频衰减器、5.46GHz～5.54GHz射频放大器、5.46GHz～5.54GHz射频均衡器和5.46GHz～5.54GHz混频器，且所述5.46GHz～5.54GHz混频器与5.57GHz～5.64GHz第二本振单元连接。

7.根据权利要求1所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，所述前端预处理模块还包括0.4GHz～2.7GHz耦合器，所述0.4GHz～2.7GHz耦合器的一输出端连接有0.4GHz～2.7GHz射频检波器，另一输出端依次连接有0.4GHz～2.7GHz射频放大器、0.4GHz～2.7GHz射频衰减器和所述第一单刀四掷开关，所述第二单刀四掷开关的定端连接有0.4GHz～2.7GHz射频放大器。

8.根据权利要求1所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，还包括参考源模块，所述参考源模块与所述本振模块连接，以提供所述本振模块锁相所需的频率基准。

9.根据权利要求1所述的扩展L波段信号转换设备，其特征在于，还包括数控模块，所述数控模块包括单片机，所述单片机用于控制所述第一单刀四掷开关、第二单刀四掷开关、第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的切换。