CN2779723Y - L频段上变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种L频段上变频器，它涉及卫星通信领域中的微波传输信道上变频器装置。它由本振源、晶振分路器、上变频链、监控电路、液晶显示器、按键盘、电源等部分组成。它通过按键盘与液晶显示器配合控制，在液晶显示器上显示本机的工作状态；内部实现由监控电路通过改变本振源的频率配置、上变频链的衰减设置实现频率变换和信道增益分配的目的。该实用新型具有输出噪声低、频谱无倒置、集成化程度高、性能稳定可靠、重量轻、功耗低、结构简单的特点，整套电路设备集成于一个深度为480mm的标准1U抽屉内，能够在恶劣环境下正常工作，特别适用于作为卫星通信微波信道设备的L频段上变频器装置使用。

Description

L频段上变频器

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域中的一种L频段上变频器，特别适用于作卫星通信微波信道的L频段上变频器。

背景技术

由于卫星通信地面站天线到机房的距离变化大，当距离较远时信号在C、Ku频段传输时会引入较大的传输损耗，影响通信质量，这样在天线与机房间就要选用高成本的传输介质来降低损耗的影响。大大提高通信设备的价格，给用户应用带来了经济困难。

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种能够在较恶劣的环境(-10℃～55℃)条件下正常工作的L频段上变频器，本实用新型还具有集成化程度高、体积小、功耗低、调试简单、输出噪声低、频谱无倒置、性能稳定可靠、成本低等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：它由监控电路1、按键盘2、液晶显示器3、电源4、本振源5、上变频链6、晶振分路器7组成，其中上变频链6入端1脚与外部70MHz中频输入端口A连接，上变频链6出端2脚与L频段射频输出端口B连接，上变频链6入端5脚通过数据线与监控电路1出端6脚相连，上变频链6入端3、4脚分别与本振源5出端3、4脚连接，本振源5入端1脚通过数据线与监控电路1出端3脚相连，本振源5入端2脚与晶振分路器7出端1脚连接，晶振分路器7出端3脚与10MHz参考源输入端口C连接、入端4脚与10MHz参考源输出端口D连接，晶振分路器7入端2脚与监控电路1出端5脚相连，监控电路1出端4脚通过数据线与液晶显示器3入端1脚连接、入端2脚通过数据线与按键盘2出端1脚连接，监控电路1出入端1脚通过数据线与外部RS-485接口E端口连接，电源4出端口+V1、+V2电压端与各部件相应电源端并接。

本实用新型的目的还可以通过以下措施达到：

本实用新型上变频链6由70MHz放大器8、电控衰减器9、中频混频器10、中频滤波器11、数控衰减器12、中频放大器13、射频混频器14、电子开关15、18、射频滤波器16、17、射频放大器19组成，其中70MHz放大器8入端1脚与外部70MHz中频输入端口A连接、出端2脚与电控衰减器9入端1脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源4出端+V1电压端连接，电控衰减器9入端3脚通过数据线与监控电路1出端6脚连接、电控衰减器9出端2脚与中频混频器10入端5脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源4出端+V1电压端连接，中频混频器10入端2脚与本振源5出端3脚相连、中频混频器10出端1、3、6、8脚接地端、出端7脚与中频滤波器11入端1脚连接，中频滤波器11出端2脚与数控衰减器12入端1脚连接，数控衰减器12入端3脚通过数据线与监控电路1出端6脚连接，数控衰减器12出端2脚与中频放大器13入端1脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源4出端+V1电压端连接，中频放大器13出端2脚与射频混频器14入端2脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源4出端+V1电压端连接，射频混频器14入端6脚与本振源5出端4脚相连，射频混频器14入端1、4、5脚接地端，出端3脚与电子开关15入端3脚连接，电子开关15入端5、6脚通过数据线与监控电路1出端6脚连接、出端2脚接地端，出端1脚与射频滤波器16入端2脚连接、出端4脚与射频滤波器17入端2脚连接，射频滤波器16出端1脚与电子开关18入端1脚连接，射频滤波器17出端1脚与电子开关18入端4脚连接，电子开关18入端5、6脚与监控电路1出端6脚连接、出端2脚接地端，出端3脚与射频放大器19入端1脚连接，射频放大器19出端2与L频段射频输出端口B连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源4出端+V1电压端连接。

本实用新型晶振分路器7由恒温晶体振荡器20、电子开关21、继电器22、10MHz放大器23、分路器24、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、电位器RP1、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、电感L1、L2组成，其中恒温晶体振荡器20入端3脚与继电器22出端4脚、电容C4正极、C5一端连接，电容C4、C5另一端接地端，恒温晶体振荡器20出端2、5脚与电位器RP1两端相连、出端1脚与电位器RP1抽头端相连、出端4脚与电阻R1、R2一端连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源4出端+V1电压端连接，电阻R2另一端接地端，电阻R1另一端与电阻R3、电容C1、电感L1一端并联连接，电阻R3、电容C1另一端接地端，电感L1另一端与电感L2、电容C2一端连接，电容C2另一端接地端，电感L2另一端与电容C3、电子开关21入端11脚连接，电容C3另一端接地端，电子开关21入端1脚与电源4出端+V2电压端连接、入端5脚与继电器22出端9脚连接、入端3脚与继电器22入端10脚及电容C7、C8一端、监控电路1出端5脚并接，继电器22入端5脚接地端、入端1脚与电源4出端+V2电压端连接，电容C7、C8另一端接地端，电子开关21出端2、4、6、7、9、10、12脚接地端、出端8脚与10MHz放大器23入端1脚连接，10MHz放大器23入端3脚与电源(4)出端+V1电压端连接、入端5脚接地端、10MHz放大器23出端2脚与分路器24入端3脚连接，分路器24出端1脚与本振源5入端2脚连接，分路器24出端2脚与外部端口D连接，继电器22入端8脚串接电容C6后与电阻R4、R6一端并接，电阻R4另一端与电阻R5一端、10MHz参考源输入端口C并接，电阻R5、R6另一端接地端。

本实用新型与背景技术相比具有如下优点：

1.本实用新型采用上变频链6通过二次混频技术实现了频谱无倒置搬移，在射频输出段采用电子开关15、18控制分段滤波，降低了带外杂散电平，输出噪声低；采用晶振分路器7解决了10MHz参考源的内外转换，使本机既可以使用内部参考源，同时向外提供一路参考源，又可以使用外部参考源，具有选择灵活的优点。

2.本实用新型集成化程度高，功耗低，整机调试工作量小，性能稳定可靠，能够在较恶劣的环境(-10℃～55℃)条件下正常工作。

3.本实用新型采用标准外形结构，结构简单，内部紧凑，成本低，具有推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的原理方框图。

图2是本实用新型上变频链6的电原理图。

图3是本实用新型晶振分路器7的电原理图。

具体实施方式

参照图1至图3，本实用新型由监控电路1、按键盘2、液晶显示器3、电源4、本振源5、上变频链6、晶振分路器7组成。其中监控电路1出入端1脚通过RS-485接口与外部监控系统连接，用于实施对本机的监测和控制，监控电路1入端2脚与按键盘2出端1脚连接，通过本机的按键操作修改或监测本机的状态，并通过与监控电路1出端4脚连接的液晶显示器3显示，监控电路1出端3脚与本振源5入端1脚连接，用于控制本振源的频率变化并检测它的工作状态，监控电路1出端6脚与上变频链6入端5脚连接，用于控制上变频链的衰减控制以及分段滤波器的选择，监控电路1出端5脚与晶振分路器7入端2脚连接，用于控制本机10MHz参考源的内外切换，监控电路1其作用就是通过这些控制和监测端口控制本机的正常工作，实施例采用市售专用CPU集成电路C8051F023、专用集成电路74LVC4245A、EPM 7064S T144-7、时钟电路DS12C887、485接口电路MAX1482ESD制作。液晶显示器3实施例采用HY-12232G-202汉字显示液晶制作。按键盘2实施例采用Ro按键制作。

本振源5入端2脚与晶振分路器7出端1脚连接，其作用是为本振源5内部各个锁相环提供参考频率，本振源5出端3、4脚分别与上变频链6入端3、4脚连接，用于给混频器提供本振频率，本振源5其作用就是为上变频链6提供本振源信号，使得上变频链6中频输入信号经过两次变频，输出所需的射频信号，实施例采用专用的锁相环集成电路PE3236、PE3240、压控振荡器HE884、HE402B、VCO(1.7-2.4G)、运算放大器0P-27G、LM258、LM293、固定分频器HMC433、HMC434、放大器ERA-4SM、VNA-25、分路器SD-2、SLQ-01、混频器LRMS-30J、SMD-K01、开关三极管2N3904、2N3906、场效应管3DJ7J、二极管F4148、非门74AC04制作。

本实用新型上变频链6由70MHz放大器8、电控衰减器9、中频混频器10、中频滤波器11、数控衰减器12、中频放大器13、射频混频器14、电子开关15、18、射频滤波器16、17、射频放大器19组成。上变频链6的电原理连接线路如图2所示。其中70MHz放大器8、中频放大器13、射频放大器19其作用是在不同频段为信号提供电平增益，保证信号在链路不同部分的正常电平值，实施例均采用单片MMIC放大器ERA-5SM制作。电控衰减器9入端3脚与监控电路1出端6脚连接，用于补偿变频链路的增益变化，实施例电控衰减器9采用PIN二极管U172、运算放大器MC33272制作。数控衰减器12入端3脚与监控电路1出端6脚连接，用于设置变频链路的衰减量，最小步进为1dB，实施例数控衰减器12采用集成电路HMC273MS10G、74HC04制作。中频滤波器11为中心频率860MHz、带宽50MHz的带通滤波器，用于滤除中频混频器10产生的组合干扰，实施例中频滤波器11采用定制滤波器AF8A860F50HCA型器件制作。射频滤波器16、17用于滤除射频混频器14产生的组合干扰，由于射频滤波器在该频段实现500MHz的带通滤波器时无法达到带外抑制的要求，因此采用了分段滤波技术，采用的带宽分别为250MHz和400MHz，并采用电子开关15、18进行控制，实施例射频滤波器16、17分别采用定制滤波器AF7A1330S400FCA和AF7A1055S250FCA型器件制作，电子开关15、18实施例采用集成电路HMC194制作。中频混频器10要求具有较高的本振一射频隔离度，实施例中频混频器10采用集成电路HMC207S8制作。射频混频器14实施例采用集成电路LRMS-30J制作。

本实用新型晶振分路器7由恒温晶体振荡器20、电子开关21、继电器22、10MHz放大器23、分路器24、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、电位器RP1、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、电感L1、L2组成。晶振分路器电原理连接线路如图3所示。其中恒温晶体振荡器20作用是产生10MHz标准参考信号，实施例采用进口MV103a晶振制作。电位器RP1用于调整恒温晶体振荡器20的频率准确度，实施例采用3362-10kΩ制作。电阻R1、R2、R3以及电阻R4、R5、R6组成衰减器，用于调整恒温晶体振荡器20以及外部输入参考的功率，电感L1、L2以及电容C1、C2、C3组成低通滤波器用于滤除内部参考源的高次谐波成分，电容C6为隔直流电容，电容C4、C5、C7、C8为直流滤波电容。10MHz放大器23用于提升参考信号的电平，实施例采用单片MMIC电路ERA-6SM制作。分路器24实现信号的分路输出，实施例采用GHF-4-1制作。电子开关21和继电器22共同组成10MHz信号的内外切换电路，当监控电路1的5脚输出高电平时，继电器22的3、4脚接通，为恒温晶体振荡器20提供+V1电源，继电器22的8、9脚，电子开关21的5、8脚断开，切断外部参考信号的通路，与此同时电子开关21的11、8脚接通，将恒温晶体振荡器20的发生信号输出；当监控电路1的5脚输出低电平时，控制逻辑与上述相反，此时外部参考信号的通路接通，实施例继电器22采用TQ2-5V器件制作，电子开关21采用TOSW-230集成开关制作。本实用新型电阻R1至R6、电容C1至C8、电感L1、L2均采用市售通用器件制作。

本实用新型电源4其作用提供各级部件直流工作电压，实施例采用定制电源DLA50H-220D1505/2.50.5V，其输出+V1电压为+15伏、输出+V2电压为+5伏。

本实用新型简要工作原理如下：L频段上变频器采用了二次变频方案，其内部主要由监控电路1、按键盘2、液晶显示器3、本振源5、晶振分路器7、上变频链6、电源4组成。各部分均采用了模块化设计技术，构成具有独立功能的相应单元。在L频段上变频器工作过程中，70MHz中频输入信号首先进入L频段上变频器的上变频链6模块，上变频链6为两次变频模块，它通过和本振源5的两次混频将70MHz中频信号变换成输出频率为950MHz～1500MHz的L频段宽带信号并提供相应的变频增益。变频过程中，晶振分路器7完成各个本振源参考频率的输送；监控电路1完成信道频率的选择、变频器衰减量的设置、故障信号的检测、内外参考的切换等功能。

本实用新型的安装结构如下：整机采用标准1U机箱，机箱内部采用模块化结构，每个高频模块都采用屏蔽盒体结构，既可实现电磁信号的空间隔离，又方便射频信号的就近接地端，避免了射频信号在机箱内部的相互干扰；整机外形尺寸为482.6毫米×44毫米×480毫米，在机箱两侧可以安装滑动导轨，机箱前部安装有液晶显示器3、按键盘2和指示灯，机箱后部安装有电源插座、中频输入端口A插座、射频输出端口B插座、10MHz参考源输入端口C插座、10MHz参考源输出端口D插座、以及标准RS-485远控接口E插座，组装成本实用新型。

Claims (3)

1.一种由监控单元(1)、按键盘(2)、液晶显示器(3)、本振源(5)、电源(4)组成的L频段上变频器，其特征在于：还有上变频链(6)、晶振分路器(7)组成，其中上变频链(6)入端1脚与外部70MHz中频输入端口A连接，上变频链(6)出端2脚与L频段射频输出端口B连接，上变频链(6)入端5脚通过数据线与监控电路(1)出端6脚相连，上变频链(6)入端3、4脚分别与本振源(5)出端3、4脚连接，本振源(5)入端1脚通过数据线与监控电路(1)出端3脚相连，本振源(5)入端2脚与晶振分路器(7)出端1脚连接，晶振分路器(7)出端3脚与10MHz参考源输入端口C连接、入端4脚与10MHz参考源输出端口D连接，晶振分路器(7)入端2脚与监控电路(1)出端5脚相连，监控电路(1)出端4脚通过数据线与液晶显示器(3)入端1脚连接、入端2脚通过数据线与按键盘(2)出端1脚连接，监控电路(1)出入端1脚通过数据线与外部RS-485接口E端口连接，电源(4)出端口+V1、+V2电压端与各部件相应电源端并接。

2.根据权利要求1所述的L频段上变频器，其特征在于：上变频链(6)由70MHz放大器(8)、电控衰减器(9)、中频混频器(10)、中频滤波器(11)、数控衰减器(12)、中频放大器(13)、射频混频器(14)、电子开关(15)(18)、射频滤波器(16)(17)、射频放大器(19)组成，其中70MHz放大器(8)入端1脚与外部70MHz中频输入端口A连接、出端2脚与电控衰减器(9)入端1脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源(4)出端+V1电压端连接，电控衰减器(9)入端3脚通过数据线与监控电路(1)出端6脚连接、电控衰减器(9)出端2脚与中频混频器(10)入端5脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源(4)出端+V1电压端连接，中频混频器(10)入端2脚与本振源(5)出端3脚相连、中频混频器(10)出端1、3、6、8脚接地端、出端7脚与中频滤波器(11)入端1脚连接，中频滤波器(11)出端2脚与数控衰减器(12)入端1脚连接，数控衰减器(12)入端3脚通过数据线与监控电路(1)出端6脚连接，数控衰减器(12)出端2脚与中频放大器(13)入端1脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源(4)出端+V1电压端连接，中频放大器(13)出端2脚与射频混频器(14)入端2脚连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源(4)出端+V1电压端连接，射频混频器(14)入端6脚与本振源(5)出端4脚相连，射频混频器(14)入端1、4、5脚接地端，出端3脚与电子开关(15)入端3脚连接，电子开关(15)入端5、6脚通过数据线与监控电路(1)出端6脚连接、出端2脚接地端，出端1脚与射频滤波器(16)入端2脚连接、出端4脚与射频滤波器(17)入端2脚连接，射频滤波器(16)出端1脚与电子开关(18)入端1脚连接，射频滤波器(17)出端1脚与电子开关(18)入端4脚连接，电子开关(18)入端5、6脚与监控电路(1)出端6脚连接、出端2脚接地端，出端3脚与射频放大器(19)入端1脚连接，射频放大器(19)出端2与L频段射频输出端口B连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源(4)出端+V1电压端连接。

3.根据权利要求1或2所述的L频段上变频器，其特征在于：晶振分路器(7)由恒温晶体振荡器(20)、电子开关(21)、继电器(22)、10MHz放大器(23)、分路器(24)、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、电位器RP1、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、电感L1、L2组成，其中恒温晶体振荡器(20)入端3脚与继电器(22)出端4脚、电容C4正极、C5一端连接，电容C4、C5另一端接地端，恒温晶体振荡器(20)出端2、5脚与电位器RP1两端相连、出端1脚与电位器RP1抽头端相连、出端4脚与电阻R1、R2一端连接、入端5脚接地端、入端6脚与电源(4)出端+V1电压端连接，电阻R2另一端接地端，电阻R1另一端与电阻R3、电容C1、电感L1一端并联连接，电阻R3、电容C1另一端接地端，电感L1另一端与电感L2、电容C2一端连接，电容C2另一端接地端，电感L2另一端与电容C3、电子开关(21)入端11脚连接，电容C3另一端接地端，电子开关(21)入端1脚与电源(4)出端+V2电压端连接、入端5脚与继电器(22)出端9脚连接、入端3脚与继电器(22)入端10脚及电容C7、C8一端、监控电路(1)出端5脚并接，继电器(22)入端5脚接地端、入端1脚与电源(4)出端+V2电压端连接，电容C7、C8另一端接地端，电子开关(21)出端2、4、6、7、9、10、12脚接地端、出端8脚与10MHz放大器(23)入端1脚连接，10MHz放大器(23)入端3脚与电源(4)出端+V1电压端连接、入端5脚接地端、10MHz放大器(23)出端2脚与分路器(24)入端3脚连接，分路器(24)出端1脚与本振源(5)入端2脚连接，分路器(24)出端2脚与外部端口D连接，继电器(22)入端8脚串接电容C6后与电阻R4、R6一端并接，电阻R4另一端与电阻R5一端、10MHz参考源输入端口C并接，电阻R5、R6另一端接地端。

Images