专利名称：S波段卫星电视信号接收变频器的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号接收变频器技术领域，具体涉及一种S波段卫星电视信号接收变频器。
背景技术：
随着科技如飞的进步，资讯的传递已经有大幅进步的趋势，在近距离的资料传递可藉由有线网路来完成，但是由于讯号衰减的问题，所以有线传输容易受到距离上的限制，因此无线传输的运用场合就日渐增多，由于无线传输的辐射面积广泛，所以具有良 好的机动性，其中通过卫星通讯系统即为一种广泛使用的资料传输方式。一般的卫星电视接收系统主要包括天线、馈源、低噪声下变频器，也称为高频头(是由低噪声放大器与下变频器集成的组件)，用LNB表示、电缆线、端子接头、卫星接收机、电视接收机。由于卫星电视接收系统中的地面天线接收到的卫星下行微波信号经过约40000km左右的远距离传输已是非常微弱，通常天线馈源输出载波功率约为一90dBmW。若馈线损耗为O. 5dB，则低噪声放大器输入端载波功率为一90. 5dBmW。第一变频器和带通滤波器的损耗约为10dB，第一中放的增益约为30dB。这样，若低噪声放大器给出增益(40— 50)dB，则下变频器输出端可以输出(一30—一20) dBmW的信号。因此，卫星电视下变频器的作用是在保证原信号质量参数的条件下，将接收到的卫星下行频率的信号进行低噪声放大并变频。卫星电视下变频器中的低噪声放大器一般是将波导同轴转换器与低噪声放大器合成一个部件。如果要达到噪声温度低和增益高，通常包含3— 4级放大，前两级为低噪声放大器，主要采用高电子迁移率晶体管HEMT器件，后两级为高增益放大器，主要采用砷化镓场效应晶体管GaAsFET。典型的LNA的噪声温度在C波段约为(20— 40) ° K。增益约为(40— 50) dB，输出输入电压驻波比(VSMR)小于I. 5。现有的低噪声下变频器(LNB)当中，存在受环境温度、湿度的变化影响及机械机构的稳固性影响，产品寿命短，生产工序繁琐。目前急需一种稳定性强，不易收环境温度、湿度影响，产品寿命长，生产工序简单的低噪声下变频器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种S波段卫星电视信号接收变频器。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现一种S波段卫星电视信号接收变频器，主要功能是完成S波段卫星电视下行信号(2.52-2.67 GHz)到地面第一中频信号(950-1100 MHz)的频率变换，同时提供后端接收机所需要信号电平的放大作用，所述的变频器包括馈源单元、低噪声放大单元、混频和本振单元、中放单元,还包括为各单元提供电源的电源单元，所述的馈源单元与低噪声放大单元连接，所述的低噪声放大单元与混频和本振单元连接，所述的混频和本振单元与中放单元连接，所述的混频和本振单元前端设有镜频滤波单元。所述的镜频滤波单元由镜频滤波器构成，所述的镜频滤波器至少设有一级。所述的馈源单元将从接收天线反射来的RF信号中耦合出垂直和水平两路电信号，并将耦合后的信号输送至低噪声放大单元，该馈源设计中要充分保证两路信号20dB的极化隔离度，以防止两路信号间的同频串扰；
所述的低噪声放大单元采用两级级联放大，对来自馈源单元的信号进行放大处理，放大后的信号经镜频滤波单元进行抑制干扰信号后输入到混频和本振单元对信号进行调制，调制后的信号进入到中放单元。所述的混频和本振单元采用一个自振混频电路。所述的混频和本振单元包括一个混频器和一个介质振荡器，所述的混频器采用有源混频方式。所述的中放单元采用单片丽IC电路，在中放单元的输入端设有一个低通滤波器以抑制不需要的干扰信号，防止本振信号串入中放放大后影响后面接收机。本发明的有益效果是由于本发明是针对特定国家和地区个人用户接收S波段卫星电视信号而开发设计的，目前国内还没有该频段的产品，同类的有C、Ku波段卫星电视信号接收变频器，所以无直接对比对象，与国际上同类产品相比，该产品具有优良的性价t匕，良好的稳定性，易安装和良好的防水性能。
图I为本发明原理图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图I所示，一种S波段卫星电视信号接收变频器，主要功能是完成S波段卫星电视下行信号(2. 52-2.67 GHz)到地面第一中频信号(950-1100 MHz)的频率变换，同时提供后端接收机所需要信号电平的放大作用，变频器包括馈源单元I、低噪声放大单元2、混频和本振单元4、中放单元5,还包括为各单元提供电源的电源单元6,馈源单元I与低噪声放大单元2连接,低噪声放大单元2与混频和本振单元4连接,混频和本振单元4与中放单元5连接，混频和本振单元4前端设有镜频滤波单元3，镜频滤波单元3由镜频滤波器构成，镜频滤波器至少设有一级。为稳定系统电源，我们使用一个DC — DC (稳压电源)将实际供电转换为稳定的8V工作电压，其中在低噪声放大器的设计是为保证放大器的宽温稳定性，我们特意采用有源偏置的方式，其他电路使用带反馈的无源偏置方式。由于S波段卫星电视下行信号同时包括垂直和水平两路信号，所以在接收端必须使用正交的馈源单元将从接收天线反射来的RF信号中耦合出垂直和水平两路电信号，并将耦合后的信号输送至低噪声放大单元，该馈源设计中要充分保证两路信号20dB的极化隔离度，以防止两路信号间的同频串扰；由于卫星下行信号到接收天线时非常弱(通常在_90dBm左右)，所以在设计放大器时首先要考虑变频器的接收灵敏度，即变频器需要最小化的噪声系数，根据后端接收机解码所需信噪比以及不同天气所需的预留余量，整个变频器的噪声系数不超过O. 8dB，根据级联噪声系数计算公式，前端LNA的设计指标为NF小于O. 6dB,增益大于25dB。本发明在设计时选用国际上常用的NEC公司的FET管Ne4210S01 ( O. 5dB @ 12GHz )，为满足增益要求需采用两级级联放大。通过ADS仿真软件辅助设计，以及后期的调试，得到我们所需要的实际电路。低噪声放大单元采用两级级联放大，对来自馈源单元的信号进行放大处理，放大后的信号经镜频滤波单元进行抑制干扰信号后输入到混频和本振单元对信号进行调制，调制后的信号进入到中放单元。为抑制镜频信号，防止镜频信号通过混频器变频后进入中放，恶化接收信噪比，我们需要在MIXER (混频器)前加个镜频滤波器以抑制镜频信号。由于本发明实际设计中采用高本振方案，所以镜 频滤波器本身对镜频信号(4. 57—4. 72 GHz)的抑制度要求并不高(通常需至少大于20dB，本电路中根据放大器本身的选频特性，实际不需要这么高)，但实际上用户地有地面较强微波干扰信号(2. 3 GHz左右)，故镜频滤波器更需要抑制该干扰信号，且抑制度需要30dB以上，因此设计滤波器时需要多级才可满足指标要求，这也是整个PCB板采用成本较高ROGERS板材而不采用该频段常用的Fr4板材，因为前者的损耗正切值是O. 003，而后者是O. 02，它们在完成同样指标的情况下，后者的差损比前者大SdB以上，这对系统的噪声系数影响较大。通常卫星电视信号采用QPSK调制方式，S波段卫星电视信号也是如此，该调制方式对本振稳定度要求不太高，因此我们在本振设计时采用和C、Ku波段卫星电视信号接收变频器相同的方案，即采用介质振荡器(DRO )，该结构具有较高的性价比。整个电路处理的是小信号，为获得一定的变频增益(5dB左右)，混频器采用有源混频方案，且混频和本振电路使用一个电路(自振混频)，以达到成本的节约。根据系统增益指标和前面电路增益分析可知中频放大器需要22dB以上的增益，一级单个分离器件不能满足该指标，为减小成本和电路的的复杂性，中放单元选用实际价格很便宜的单片丽IC电路(这里选用N X P公司的B G A 2 7 O 9)完成中放的电路设计，但其中需要在中放之前仔细设计一个低通滤波器以抑制不需要的干扰信号(这里主要防止本振信号串入中放放大后影响后面接收机)。本发明的各项指标为输入频率RF 2. 52—2. 67 GHz输出频率IF :950—1100 MHz本振频率LO :3620 MHz噪声系数NF彡O. 8 dB增益Gain 彡 48 dB本振稳定度LO±2 MHz (-40—■l· 70V )相位噪声85 dBc @ 10 KHz95 dBc @ 100 KHz。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。·
权利要求
1.S波段卫星电视信号接收变频器，主要功能是完成S波段卫星电视下行信号到地面第一中频信号的频率变换，同时提供后端接收机所需要信号电平的放大作用，其特征在于所述的变频器包括馈源单元、低噪声放大单元、混频和本振单元、中放单元，还包括为各单元提供电源的电源单元，所述的馈源单元与低噪声放大单元连接，所述的低噪声放大单元与混频和本振单元连接，所述的混频和本振单元与中放单元连接，所述的混频和本振单元前端设有镜频滤波单元。
2.根据权利要求I所述的S波段卫星电视信号接收变频器，其特征在于所述的镜频滤波单元由镜频滤波器构成，所述的镜频滤波器至少设有一级。
3.根据权利要求I所述的S波段卫星电视信号接收变频器，其特征在于所述的馈源单元将从接收天线反射来的RF信号中耦合出垂直和水平两路电信号，并将耦合后的信号输送至低噪声放大单元，该馈源设计中要充分保证两路信号20dB的极化隔离度，以防止两路信号间的同频串扰； 所述的低噪声放大单元采用两级级联放大，对来自馈源单元的信号进行放大处理，放大后的信号经镜频滤波单元进行抑制干扰信号后输入到混频和本振单元对信号进行调制，调制后的信号进入到中放单元。
4.根据权利要求I所述的S波段卫星电视信号接收变频器，其特征在于所述的混频和本振单元采用一个自振混频电路。
5.根据权利要求I所述的S波段卫星电视信号接收变频器，其特征在于所述的混频和本振单元包括一个混频器和一个介质振荡器，所述的混频器采用有源混频方式。
6.根据权利要求I所述的S波段卫星电视信号接收变频器，其特征在于所述的中放单元采用单片丽IC电路，在中放单元的输入端设有一个低通滤波器以抑制不需要的干扰信号，防止本振信号串入中放放大后影响后面接收机。
全文摘要
一种S波段卫星电视信号接收变频器，涉及信号接收变频器技术领域，主要功能是完成S波段卫星电视下行信号(2.52-2.67 GHz)到地面第一中频信号(950-1100 MHz)的频率变换，同时提供后端接收机所需要信号电平的放大作用，所述的变频器包括馈源单元、低噪声放大单元、混频和本振单元、中放单元，还包括为各单元提供电源的电源单元，所述的馈源单元与低噪声放大单元连接，所述的低噪声放大单元与混频和本振单元连接，所述的混频和本振单元与中放单元连接，所述的混频和本振单元前端设有镜频滤波单元。本发明与国际上同类产品相比，该产品具有优良的性价比，良好的稳定性，易安装和良好的防水性能。
文档编号H04N7/20GK102932639SQ201210375460
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年10月8日
发明者万思根 申请人:安徽波维电子科技有限公司