CN104469216A

CN104469216A - 一种便于调节噪声系数的c波段高频头

Info

Publication number: CN104469216A
Application number: CN201510000845.5A
Authority: CN
Inventors: 万思根; 陈浩; 童迺梅
Original assignee: ANHUI BOWEI ELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ANHUI BOWEI ELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-01-04
Filing date: 2015-01-04
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明公开了一种便于调节噪声系数的C波段高频头，包括用于接收极化信号的探针；用于接收所述探针传输的极化信号，并对极化信号进行低噪声放大的一级放大器，且所述探针和所述一级放大器之间设置有用于传输信号的微带线；用于接收所述一级放大器传输的一级放大信号，并对一级放大信号进行再次放大的二级放大器；用于对所述二级放大器输出的二级放大信号进行频率选择的带通滤波器；用于产生本振频率的本振电路；用于接收所述带通滤波器输出的目标频段的信号，并将目标频段的信号与所述本振电路输出的本振频率进行混频的混频电路。本发明所述的一种便于调节噪声系数的C波段高频头，便于对C波段高频头的噪声系数进行调节。

Description

一种便于调节噪声系数的C波段高频头

技术领域

本发明涉及一种便于调节噪声系数的C波段高频头，属于卫星信号接收设备生产制造技术领域。

背景技术

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、电缆线、端子接头、卫星接收机、电视接收机，其中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。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40000 km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-90 dBmW；若馈线损耗为0.5 dB，则低噪声放大器输入端载波功率为-90.5 dBmW；第一变频器和带通滤波器的损耗约为10 dB，第一中放的增益约为30 dB；这样，若低噪声放大器给出增益40 dB～50 dB，则下变频器输出端可以输出-30 dBmW～-20 dBmW的信号。由此可知，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。

由于最大功率增益设计与最小噪声设计要求的最佳条件是不一样的，不能同时满足，所以通常采取噪声系数和功率增益的折衷方案，即在实际生产中我们需要以牺牲功率增益和驻波比来换取低噪声特性，因此对高频头的噪声系数进行调节以实现卫星下行频率的信号进行低噪声放大是高频头生产制造的关键工艺。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种便于调节噪声系数的C波段高频头，便于对C波段高频头的噪声系数进行调节，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种便于调节噪声系数的C波段高频头，包括：

用于接收极化信号的探针；

用于接收所述探针传输的极化信号，并对极化信号进行低噪声放大的一级放大器，且所述探针和所述一级放大器之间设置有用于传输信号的微带线；

用于接收所述一级放大器传输的一级放大信号，并对一级放大信号进行再次放大的二级放大器；

用于对所述二级放大器输出的二级放大信号进行频率选择的带通滤波器；

用于产生本振频率的本振电路；

用于接收所述带通滤波器输出的目标频段的信号，并将目标频段的信号与所述本振电路输出的本振频率进行混频的混频电路。

作为上述技术方案的改进，所述探针包括用于接收水平极化信号的水平探针和用于接收垂直极化信号的垂直探针，所述一级放大器包括用于垂直极化信号一级放大的第一三极管和用于水平极化信号一级放大的第二三极管；所述水平探针和所述第二三极管之间设置有水平微带线，所述垂直探针和所述第一三极管之间设置有垂直微带线。

作为上述技术方案的改进，包括集成电路芯片，所述混频电路集成于所述集成电路芯片中，且所述本振电路包括锁相环和谐振器，所述锁相环也集成于所述集成电路芯片中，且所述集成电路芯片中还设置有用于放大混频输出信号的功率放大电路。

作为上述技术方案的改进，所述集成电路芯片为RDA3570芯片。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明所述的一种便于调节噪声系数的C波段高频头，采用了微带线代替焊接跳线，将微带线直接蚀刻于印制电路板上，设计时通过ads仿真软件计算出微带线的最佳设计方案，并结合实际试验微调整即可确定微带线的最优长度，以实现预期的输入阻抗，从而显著地提高了C波段高频头的生产效率，并降低了生产成本，利于批量生产，且使得批量生产的C波段高频头的质量更稳定。

此外，本发明采用了双极化探针、且共用二级放大器的结构，不仅使C波段高频头适用范围增加、功能增强，而且相对于常规双极化探针的C波段高频头具有结构精简的优点；并且选用集成电路芯片将C波段高频头中的功能模块集成化，从而有利于进一步提高C波段高频头的生产效率、降低制造成本并提高产品质量。

附图说明

图1为本发明所述的一种便于调节噪声系数的C波段高频头结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1所示，为本发明所述的一种便于调节噪声系数的C波段高频头结构示意图。本发明所述一种便于调节噪声系数的C波段高频头，包括：用于接收极化信号的探针；用于接收所述探针传输的极化信号，并对极化信号进行低噪声放大的一级放大器，且所述探针和所述一级放大器之间设置有用于传输信号的微带线；用于接收所述一级放大器传输的一级放大信号，并对一级放大信号进行再次放大的二级放大器Q3；用于对所述二级放大器Q3输出的二级放大信号进行频率选择的带通滤波器L；用于产生本振频率的本振电路；用于接收所述带通滤波器L输出的目标频段的信号，并将目标频段的信号与所述本振电路输出的本振频率进行混频的混频电路。进一步改进地，所述探针包括用于接收水平极化信号的水平探针T1和用于接收垂直极化信号的垂直探针T2，所述一级放大器包括用于垂直极化信号一级放大的第一三极管Q1和用于水平极化信号一级放大的第二三极管Q2；所述水平探针T1和所述第二三极管Q2之间设置有水平微带线W1，所述垂直探针T2和所述第一三极管Q1之间设置有垂直微带线W2。进一步优化地，还包括集成电路芯片IC，所述混频电路集成于所述集成电路芯片IC中，且所述本振电路包括锁相环和谐振器Y，所述锁相环也集成于所述集成电路芯片IC中，且所述集成电路芯片IC中还设置有用于放大混频输出信号的功率放大电路。具体地，所述集成电路芯片IC可以为RDA3570芯片。

输入阻抗的大小决定了C波段高频头的整体系统的噪声系数，增益和噪声是衡量高频头质量性能的两个最主要的参数；而C波段高频头的整体噪声系数是由放大器的噪声和输入阻抗决定的。

n级级联放大器的整体噪声系数计算公式为：

其中，F_i为i级放大器的噪声系数，Ga_i为i级放大器的增益；

线性二端口网络的噪声系数与信号源阻抗的相关性公式为：

其中，Y_S为信号源导纳，Y_opt为二端口网络获得最小噪声系数F_min时的最佳信号源导纳，R_n为一个具有电阻量纲的常量，通常称它为线性二端口网路的等效噪声电阻，它表明网络的噪声系数F对信号源导纳变化的敏感程度；上述公式用S参量表示方法来表示，则为：

其中，F_min、R_n和Γ_opt为已知数。

根据上述公式可知，可以通过调整Γ_s来改变噪声系数；根据双共轭匹配设计法系统获得最大传输功率增益的条件为：Γ_s=Γ_in ^*，Γ_L=Γ_out ^*；

由此可得：

其中：

，

其中：

，

。

为了兼顾噪声系数和功率增益，使噪声系数和功率增益的性能组合最优化，可以通过在探针和第一级放大器之间手工焊接跳线，并通过调节焊接跳线的长短和粗细来调节探针和焊接跳线的整体阻抗，从而牺牲一定的功率增益和驻波比来换取低噪声特性。但是手工焊接跳线不但工作效率较低，而且不利于批量生产和质量控制，产品的批量质量参差不齐，而本发明采用了微带线代替焊接跳线，将微带线直接蚀刻于印制电路板上，设计时通过ads仿真软件计算出微带线的最佳设计方案，并结合实际试验微调整即可确定微带线的最优长度，以实现预期的输入阻抗，从而显著地提高了C波段高频头的生产效率，并降低了生产成本，利于批量生产，且使得批量生产的C波段高频头的质量更稳定。

水平探针T1将接收到的水平极化信号输送至第二三极管Q2进行信号的一级放大，再通过二级放大器Q3进行信号的二级放大，然后通过带通滤波器L选择目标频段的信号输入至集成电路芯片IC，用于锁相、混频并放大功率的集成电路芯片IC的具体产品型号可以是RDA3570，同时集成电路芯片IC连接有晶体谐振器Y，然后通过中频信号输出端M输出中频信号至接收机或其它信号接收处理设备，从而完成水平极化信号的采集；垂直探针T2将接收到的垂直极化信号输送至第一三极管Q1进行信号的一级放大，再通过二级放大器Q3进行信号的二级放大，然后通过带通滤波器L选择目标频段的信号输入至集成电路芯片IC，然后通过中频信号输出端M输出中频信号至接收机或其它信号接收处理设备，从而完成垂直极化信号的采集。在一级信号放大器第二三极管Q2和第一三极管Q1之间设置有一个用于调节阻抗的微带线W3，以降低本实施例所述的一种C波段翅片式高频头整体系统的噪声系数。具体地，供电电压通过稳压管调节电压后从供电端V输入至电路系统中。其余的电阻R1～R11，电容C1～C12均用于根据实际需要调节电路性能，提供判断电压。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种便于调节噪声系数的C波段高频头，其特征是，包括：

用于接收极化信号的探针；

用于接收所述一级放大器传输的一级放大信号，并对一级放大信号进行再次放大的二级放大器（Q3）；

用于对所述二级放大器（Q3）输出的二级放大信号进行频率选择的带通滤波器（L）；

用于产生本振频率的本振电路；

用于接收所述带通滤波器（L）输出的目标频段的信号，并将目标频段的信号与所述本振电路输出的本振频率进行混频的混频电路。

2.如权利要求1所述的一种便于调节噪声系数的C波段高频头，其特征是，所述探针包括用于接收水平极化信号的水平探针（T1）和用于接收垂直极化信号的垂直探针（T2），所述一级放大器包括用于垂直极化信号一级放大的第一三极管（Q1）和用于水平极化信号一级放大的第二三极管（Q2）；所述水平探针（T1）和所述第二三极管（Q2）之间设置有水平微带线（W1），所述垂直探针（T2）和所述第一三极管（Q1）之间设置有垂直微带线（W2）。

3.如权利要求2所述的一种便于调节噪声系数的C波段高频头，其特征是，包括集成电路芯片（IC），所述混频电路集成于所述集成电路芯片（IC）中，且所述本振电路包括锁相环和谐振器（Y），所述锁相环也集成于所述集成电路芯片（IC）中，且所述集成电路芯片（IC）中还设置有用于放大混频输出信号的功率放大电路。

4.如权利要求3所述的一种便于调节噪声系数的C波段高频头，其特征是，所述集成电路芯片（IC）为RDA3570芯片。