CN220234666U - S波段信号转换设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了S波段信号转换设备，属于卫星通信技术领域。针对S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S波段信号转换设备，包括前端预处理模块、变频模块和第一中频处理模块、第二中频处理模块；前端预处理模块包括第一单刀双掷开关模块和第二单刀双掷开关模块，以对输入的S波段内的射频信号的工作模式切换；变频模块包括第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块，第一中频处理模块与第二变频模块的输出端连接，以用于选择性输出两种频率的中频信号中的一者，第二中频处理模块与第三变频模块的输出端连接，以用于输出一种频率的中频信号。本申请实现了波段全覆盖，且设备体积小。
Description
技术领域
本申请涉及卫星通信技术领域，尤其涉及S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，S波段，C波段，X波段，Ku波段，Ka波段等，其中，S波段指频率范围在2～4GHz的无线电电波波段。
传统S波段信号转换设备功能单一，仅支持转换S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，S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S波段信号转换设备，通过并联的2GHz～3.5GHz带通滤波模块、3GHz～4GHz带通滤波模块，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S波段信号转换设备，包括前端预处理模块、变频模块、第一中频处理模块和第二中频处理模块；
所述前端预处理模块包括第一单刀双掷开关模块和第二单刀双掷开关模块，所述第一单刀双掷开关模块的两个动端和第二单刀双掷开关模块的两个动端之间分别对应连接2GHz～3.5GHz带通滤波模块、3GHz～4GHz带通滤波模块，以对输入的S波段内的射频信号的工作模式切换；
所述变频模块与所述前端预处理模块的输出端连接，且包括第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块，所述第一变频模块用于将2GHz～4GHz频率信号变为6.05GHz～7.05GHz频率信号，所述第二变频模块用于将6.05GHz～7.05GHz频率信号变为50MHz～180MHz频率信号，所述第三变频模块用于将6.05GHz～7.05GHz频率信号变为0.7GHz～1.7GHz频率信号；
所述第一中频处理模块与所述第二变频模块的输出端连接，且包括第三单刀双掷开关模块和第四单刀双掷开关模块，所述第三单刀双掷开关模块的两个动端和第四单刀双掷开关模块的两个动端之间分别对应连接50MHz～90MHz带通滤波模块、100MHz～180MHz带通滤波模块，以用于选择性输出两种频率的中频信号中的一者；
所述第二中频处理模块与所述第三变频模块的输出端连接，以用于输出一种频率的中频信号。
采用上述技术方案，通过并联的2GHz～3.5GHz带通滤波模块、3GHz～4GHz带通滤波模块，用户可以根据实际需求在2～4GHz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，所述前端预处理模块、第一变频模块和第二变频模块依次连接；
所述第二变频模块包括功分模块，所述功分模块的一输出端依次连接有混频模块和所述第一中频处理模块，所述混频模块用于将输入信号转换为中频信号；所述功分模块的另一输出端依次连接有所述第三变频模块和所述第二中频处理模块。
在一些实施例中，所述前端预处理模块还包括依次连接的2GHz～4GHz射频隔离模块、2GHz～4GHz射频耦合模块、2GHz～4GHz射频放大模块和所述第一单刀双掷开关模块，所述第一单刀双掷开关模块的动端和所述2GHz～3.5GHz带通滤波模块、所述第一单刀双掷开关模块的动端和所述3GHz～4GHz带通滤波模块之间均连接有2GHz～4GHz射频衰减模块，所述第二单刀双掷开关模块的定端连接有2GHz～4GHz射频放大模块；所述2GHz～4GHz射频耦合模块还连接有2GHz～4GHz射频检波模块。
在一些实施例中，所述第一变频模块包括依次连接的2GHz～4GHz射频隔离模块、2GHz～4GHz射频衰减模块、2GHz～4GHz混频模块和6.05GHz～7.05GHz射频衰减模块，且所述2GHz～4GHz混频模块与8.55GHz～10.55GHz第一本振模块连接。
在一些实施例中，所述第二变频模块包括依次连接的6.05GHz～7.05GHz带通滤波模块、6.05GHz～7.05GHz射频耦合模块、6.05GHz～7.05GHz功分模块和6.05GHz～7.05GHz混频模块，且所述6.05GHz～7.05GHz射频耦合模块还连接有6.05GHz～7.05GHz射频检波模块，所述6.05GHz～7.05GHz功分模块还与所述第三变频模块连接，所述第二变频模块的6.05GHz～7.05GHz混频模块与5.57GHz～5.64GHz第二本振模块连接。
在一些实施例中，所述第三变频模块包括依次连接的6.05GHz～7.05GHz射频放大模块、6.05GHz～7.05GHz混频模块和0.7GHz～1.7GHz带通滤波模块，且所述第三变频模块的6.05GHz～7.05GHz混频模块与7.75GHz第三本振模块连接。
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第一本振模块、第二本振模块和第三本振模块连接，以提供所述第一本振模块、第二本振模块和第三本振模块锁相所需的频率基准。
在一些实施例中，所述第一中频处理模块的所述第三单刀双掷开关模块的定端连接有50MHz～180MHz中频隔离模块，所述第四单刀双掷开关模块的定端依次连接有50MHz～180MHz中频隔离模块、50MHz～180MHz数控衰减模块和50MHz～180MHz中频放大模块，且所述50MHz～180MHz中频放大模块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，所述第二中频处理模块包括依次连接的0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块、0.7GHz～1.7GHz中频衰减模块、0.7GHz～1.7GHz中频均衡模块、0.7GHz～1.7GHz中频放大模块、0.7GHz～1.7GHz中频耦合模块和0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块，且所述0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块的输出端作为设备的输出端输出1200MHz中频信号，所述0.7GHz～1.7GHz中频耦合模块还连接有0.7GHz～1.7GHz检波模块。
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双掷开关模块、第二单刀双掷开关模块、第三单刀双掷开关模块和第四单刀双掷开关模块的切换。
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模块和第一本振模块的框图；
图4为本实用新型中第二变频模块和第二本振模块的框图；
图5为本实用新型中第三变频模块和第三本振模块的框图；
图6为本实用新型中第一中频处理模块的框图；
图7为本实用新型中第二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S波段信号转换设备，包括前端预处理模块、变频模块和第一中频处理模块、第二中频处理模块，尤其是在前端预处理模块通过并联的2GHz～3.5GHz带通滤波模块、3GHz～4GHz带通滤波模块，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，如图2所示，前端预处理模块包括第一单刀双掷开关模块和第二单刀双掷开关模块，第一单刀双掷开关模块的两个动端和第二单刀双掷开关模块的两个动端之间分别对应连接2GHz～3.5GHz带通滤波模块、3GHz～4GHz带通滤波模块，以对输入的S波段内的射频信号的工作模式切换，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依次连接的2GHz～4GHz射频隔离模块、2GHz～4GHz射频耦合模块、2GHz～4GHz射频放大模块和第一单刀双掷开关模块。第一单刀双掷开关模块的动端和2GHz～3.5GHz带通滤波模块、第一单刀双掷开关模块的动端和3GHz～4GHz带通滤波模块之间均连接有2GHz～4GHz射频衰减模块。第二单刀双掷开关模块的定端连接有2GHz～4GHz射频放大模块。2GHz～4GHz射频耦合模块还连接有2GHz～4GHz射频检波模块。射频放大模块实现对输入信号放大。射频衰减模块实现对输入信号减小，并且本领域技术人员知晓射频衰减模块对信号的减小远小于射频放大模块对信号的放大。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，再次参考图1，变频模块与前端预处理模块的输出端连接。
变频模块包括第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块。第一变频模块用于将2GHz～4GHz频率信号变为6.05GHz～7.05GHz频率信号，第二变频模块用于将6.05GHz～7.05GHz频率信号变为50MHz～180MHz频率信号，第三变频模块用于将6.05GHz～7.05GHz频率信号变为0.7GHz～1.7GHz频率信号。
在一个实施例中，再次参考图1，前端预处理模块、第一变频模块和第二变频模块依次连接。第二变频模块包括功分模块，功分模块的一输出端依次连接有混频模块和第一中频处理模块，混频模块用于将输入信号转换为中频信号；功分模块的另一输出端依次连接有第三变频模块和第二中频处理模块。
在一个实施例中，如图3所示，第一变频模块包括依次连接的2GHz～4GHz射频隔离模块、2GHz～4GHz射频衰减模块、2GHz～4GHz混频模块和6.05GHz～7.05GHz射频衰减模块，且2GHz～4GHz混频模块与8.55GHz～10.55GHz第一本振模块连接。
在一个实施例中，如图4所示，第二变频模块包括依次连接的6.05GHz～7.05GHz带通滤波模块、6.05GHz～7.05GHz射频耦合模块、6.05GHz～7.05GHz功分模块和6.05GHz～7.05GHz混频模块。6.05GHz～7.05GHz射频耦合模块还连接有6.05GHz～7.05GHz射频检波模块。6.05GHz～7.05GHz功分模块还与第三变频模块连接。第二变频模块的6.05GHz～7.05GHz混频模块与5.57GHz～5.64GHz第二本振模块连接。
在一个实施例中，如图5所示，第三变频模块包括依次连接的6.05GHz～7.05GHz射频放大模块、6.05GHz～7.05GHz混频模块和0.7GHz～1.7GHz带通滤波模块。第三变频模块的6.05GHz～7.05GHz混频模块与7.75GHz第三本振模块连接。
在一个实施例中，如图6所示，第一中频处理模块与第二变频模块的输出端连接。
第一中频处理模块包括第三单刀双掷开关模块和第四单刀双掷开关模块，第三单刀双掷开关模块的两个动端和第四单刀双掷开关模块的两个动端之间分别对应连接50MHz～90MHz带通滤波模块、100MHz～180MHz带通滤波模块，以用于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，第一中频处理模块的第三单刀双掷开关模块的定端连接有50MHz～180MHz中频隔离模块，第四单刀双掷开关模块的定端依次连接有50MHz～180MHz中频隔离模块、50MHz～180MHz数控衰减模块和50MHz～180MHz中频放大模块，且50MHz～180MHz中频放大模块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，即中心频率为70MHz或者140MHz。第一中频处理模块对第二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。
在一个实施例中，如图7所示，第二中频处理模块与第三变频模块的输出端连接，以用于输出一种频率的中频信号。
在一个实施例中，第二中频处理模块包括依次连接的0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块、0.7GHz～1.7GHz中频衰减模块、0.7GHz～1.7GHz中频均衡模块、0.7GHz～1.7GHz中频放大模块、0.7GHz～1.7GHz中频耦合模块和0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块。0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块的输出端作为设备的输出端输出1200MHz中频信号，即中心频率为1200MHz。0.7GHz～1.7GHz中频耦合模块还连接有0.7GHz～1.7GHz检波模块。
在一个实施例中，本设备还包括参考源模块，参考源模块与第一本振模块、第二本振模块和第三本振模块连接，以提供第一本振模块、第二本振模块和第三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双掷开关模块、第二单刀双掷开关模块、第三单刀双掷开关模块和第四单刀双掷开关模块的切换。
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，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 (10)
1.一种S波段信号转换设备，其特征在于，包括前端预处理模块、变频模块、第一中频处理模块和第二中频处理模块；
所述前端预处理模块包括第一单刀双掷开关模块和第二单刀双掷开关模块，所述第一单刀双掷开关模块的两个动端和第二单刀双掷开关模块的两个动端之间分别对应连接2GHz～3.5GHz带通滤波模块、3GHz～4GHz带通滤波模块，以对输入的S波段内的射频信号的工作模式切换；
所述变频模块与所述前端预处理模块的输出端连接，且包括第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块，所述第一变频模块用于将2GHz～4GHz频率信号变为6.05GHz～7.05GHz频率信号，所述第二变频模块用于将6.05GHz～7.05GHz频率信号变为50MHz～180MHz频率信号，所述第三变频模块用于将6.05GHz～7.05GHz频率信号变为0.7GHz～1.7GHz频率信号；
所述第一中频处理模块与所述第二变频模块的输出端连接，且包括第三单刀双掷开关模块和第四单刀双掷开关模块，所述第三单刀双掷开关模块的两个动端和第四单刀双掷开关模块的两个动端之间分别对应连接50MHz～90MHz带通滤波模块、100MHz～180MHz带通滤波模块，以用于选择性输出两种频率的中频信号中的一者；
所述第二中频处理模块与所述第三变频模块的输出端连接，以用于输出一种频率的中频信号。
2.根据权利要求1所述的S波段信号转换设备，其特征在于，所述前端预处理模块、第一变频模块和第二变频模块依次连接；
所述第二变频模块包括功分模块，所述功分模块的一输出端依次连接有混频模块和所述第一中频处理模块，所述混频模块用于将输入信号转换为中频信号；所述功分模块的另一输出端依次连接有所述第三变频模块和所述第二中频处理模块。
3.根据权利要求1所述的S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依次连接的2GHz～4GHz射频隔离模块、2GHz～4GHz射频耦合模块、2GHz～4GHz射频放大模块和所述第一单刀双掷开关模块，所述第一单刀双掷开关模块的动端和所述2GHz～3.5GHz带通滤波模块、所述第一单刀双掷开关模块的动端和所述3GHz～4GHz带通滤波模块之间均连接有2GHz～4GHz射频衰减模块，所述第二单刀双掷开关模块的定端连接有2GHz～4GHz射频放大模块；所述2GHz～4GHz射频耦合模块还连接有2GHz～4GHz射频检波模块。
4.根据权利要求1所述的S波段信号转换设备，其特征在于，所述第一变频模块包括依次连接的2GHz～4GHz射频隔离模块、2GHz～4GHz射频衰减模块、2GHz～4GHz混频模块和6.05GHz～7.05GHz射频衰减模块，且所述2GHz～4GHz混频模块与8.55GHz～10.55GHz第一本振模块连接。
5.根据权利要求4所述的S波段信号转换设备，其特征在于，所述第二变频模块包括依次连接的6.05GHz～7.05GHz带通滤波模块、6.05GHz～7.05GHz射频耦合模块、6.05GHz～7.05GHz功分模块和6.05GHz～7.05GHz混频模块，且所述6.05GHz～7.05GHz射频耦合模块还连接有6.05GHz～7.05GHz射频检波模块，所述6.05GHz～7.05GHz功分模块还与所述第三变频模块连接，所述第二变频模块的6.05GHz～7.05GHz混频模块与5.57GHz～5.64GHz第二本振模块连接。
6.根据权利要求5所述的S波段信号转换设备，其特征在于，所述第三变频模块包括依次连接的6.05GHz～7.05GHz射频放大模块、6.05GHz～7.05GHz混频模块和0.7GHz～1.7GHz带通滤波模块，且所述第三变频模块的6.05GHz～7.05GHz混频模块与7.75GHz第三本振模块连接。
7.根据权利要求5所述的S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第一本振模块、第二本振模块和第三本振模块连接，以提供所述第一本振模块、第二本振模块和第三本振模块锁相所需的频率基准。
8.根据权利要求1所述的S波段信号转换设备，其特征在于，所述第一中频处理模块的所述第三单刀双掷开关模块的定端连接有50MHz～180MHz中频隔离模块，所述第四单刀双掷开关模块的定端依次连接有50MHz～180MHz中频隔离模块、50MHz～180MHz数控衰减模块和50MHz～180MHz中频放大模块，且所述50MHz～180MHz中频放大模块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。
9.根据权利要求1所述的S波段信号转换设备，其特征在于，所述第二中频处理模块包括依次连接的0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块、0.7GHz～1.7GHz中频衰减模块、0.7GHz～1.7GHz中频均衡模块、0.7GHz～1.7GHz中频放大模块、0.7GHz～1.7GHz中频耦合模块和0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块，且所述0.7GHz～1.7GHz中频隔离模块的输出端作为设备的输出端输出1200MHz中频信号，所述0.7GHz～1.7GHz中频耦合模块还连接有0.7GHz～1.7GHz检波模块。
10.根据权利要求1所述的S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双掷开关模块、第二单刀双掷开关模块、第三单刀双掷开关模块和第四单刀双掷开关模块的切换。
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2023
- 2023-08-14 CN CN202322184932.3U patent/CN220234666U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |