一種Ku頻段衛(wèi)星通信變頻終端設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可在衛(wèi)星通信上行站中使用的Ku頻段衛(wèi)星通信大功率變頻終端設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]Ku頻段大功率變頻終端(簡(jiǎn)稱(chēng)BUC)是衛(wèi)星通信領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備。在衛(wèi)星通信上行站中，大功率變頻組件固態(tài)化是現(xiàn)今發(fā)展的必然趨勢(shì)。現(xiàn)有的衛(wèi)星大功率BUC產(chǎn)品體積大、效率低、價(jià)格與維護(hù)成本高昂，并且由于微波固態(tài)功率器件以及封裝技術(shù)等因素的限制，輸出功率、效率以及體積等指標(biāo)都有待進(jìn)一步提高。總之，國(guó)內(nèi)在Ku波段固態(tài)大功率變頻終端的研究方面仍然處于較為落后的狀態(tài)，這也間接影響了我國(guó)衛(wèi)星通信前端的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，造成我國(guó)很多衛(wèi)星通信系統(tǒng)對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的嚴(yán)重依賴(lài)。
[0003]其中，以民用市場(chǎng)為例，各衛(wèi)星地球站、Vsat衛(wèi)星通信系統(tǒng)多采用Advantech公司、Actox公司以及ND Satcom公司生產(chǎn)的BUC產(chǎn)品。因此，亟需開(kāi)發(fā)衛(wèi)星通信BUC產(chǎn)品以滿(mǎn)足例如民用通信市場(chǎng)的需求。目前，雖然現(xiàn)有技術(shù)中也有幾種方案可以實(shí)現(xiàn)Ku波段大功率變頻組件的相關(guān)功能，但是大多數(shù)解決方案的實(shí)現(xiàn)是以犧牲信號(hào)頻譜質(zhì)量和產(chǎn)品穩(wěn)定可靠性差為代價(jià)，放大器工作不穩(wěn)定，雜散嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)放大管子被燒毀的情況。
[0004]因此，亟需一種實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的Ku頻段變頻終端設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種效率高、體積小和可靠度更高的Ku頻段衛(wèi)星通信大功率變頻終端設(shè)備。
[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種Ku頻段衛(wèi)星通信變頻終端設(shè)備，包括:
[0007]變頻處理模塊，其用于將接收的L波段中頻信號(hào)變頻成Ku頻段射頻信號(hào)；
[0008]功率放大模塊，其包括依次連接的前級(jí)驅(qū)動(dòng)單元、次級(jí)驅(qū)動(dòng)單元和末級(jí)合成單元，用于對(duì)所述變頻處理模塊輸出的Ku頻段射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，實(shí)現(xiàn)Ku頻段射頻信號(hào)的高功率輸出；
[0009]監(jiān)測(cè)控制模塊，其用于檢測(cè)所述功率放大模塊的輸出功率，通過(guò)與預(yù)定輸出功率的比較結(jié)果來(lái)控制所述功率放大模塊中的前級(jí)驅(qū)動(dòng)單元中的可變衰減器，從而鎖定所述功率放大模塊的輸出功率。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述監(jiān)測(cè)控制模塊包括:
[0011]耦合器，其用于從末級(jí)合成單元的輸出端提取正向功率檢測(cè)信號(hào)和反向功率檢測(cè)信號(hào);
[0012]檢波器，其用于根據(jù)正向功率檢測(cè)信號(hào)和反向功率檢測(cè)信號(hào)生成射頻檢波信號(hào)；
[0013]監(jiān)測(cè)控制器，其用于根據(jù)射頻檢波信號(hào)計(jì)算當(dāng)前功率放大模塊的輸出功率，通過(guò)與預(yù)定輸出功率的比較結(jié)果生成衰減控制信號(hào)；
[0014]電平控制電路，其根據(jù)衰減控制信號(hào)控制前級(jí)驅(qū)動(dòng)單元中的可變衰減器，形成對(duì)功率放大模塊的閉環(huán)功率控制。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述變頻處理模塊包括:
[0016]分路器，其用于對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行分離提取饋鐘信號(hào)和L波段中頻信號(hào)；
[0017]鎖相環(huán)，其對(duì)饋鐘信號(hào)進(jìn)行鎖相處理得到本振信號(hào)；
[0018]混頻器，其對(duì)中頻信號(hào)和本振信號(hào)進(jìn)行混頻處理，使得中頻信號(hào)的頻譜搬移到Ku頻段；
[0019]濾波器，其對(duì)Ku頻段的信號(hào)進(jìn)行濾波和雜散諧波處理得到Ku頻段射頻信號(hào)。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，所述前級(jí)驅(qū)動(dòng)單元包括:
[0021]環(huán)形隔離器，其耦合端用于提取輸入Ku頻段射頻信號(hào)的檢波信號(hào)，直通端則直接輸出Ku頻段射頻信號(hào)；
[0022]可變衰減器，其用于根據(jù)所述衰減控制信號(hào)對(duì)Ku頻段射頻信號(hào)的功率進(jìn)行衰減處理，進(jìn)而控制變頻終端設(shè)備的整體增益；
[0023]前級(jí)放大器，其對(duì)經(jīng)過(guò)衰減處理的直通的Ku頻段射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大得到Ku頻段前級(jí)放大信號(hào)。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述次級(jí)驅(qū)動(dòng)單元包括:
[0025]級(jí)聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)次級(jí)放大器；
[0026]收阻濾波器，其用于對(duì)級(jí)聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)次級(jí)放大器輸出的Ku頻段信號(hào)進(jìn)行濾波處理，輸出Ku頻段次級(jí)放大信號(hào)；
[0027]射頻開(kāi)關(guān)，其用于控制所述次級(jí)放大器的通斷。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，所述末級(jí)合成單元包括:
[0029]四路波導(dǎo)功分器，其用于將Ku頻段次級(jí)放大信號(hào)分成四個(gè)支路信號(hào)；
[0030]四個(gè)末級(jí)放大器，其分別用于將四個(gè)支路信號(hào)進(jìn)行功率放大；
[0031]四路波導(dǎo)合成器，其用于對(duì)四個(gè)經(jīng)過(guò)放大后的支路信號(hào)進(jìn)行功率合成輸出Ku頻段射頻信號(hào)，被放大的各個(gè)支路信號(hào)的幅度和相位一致。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括電源控制模塊，其包括:
[0033]穩(wěn)壓器，其將直流電源進(jìn)行穩(wěn)壓處理并轉(zhuǎn)換為負(fù)壓電源；
[0034]負(fù)壓偏置網(wǎng)絡(luò)，其將負(fù)壓電源轉(zhuǎn)換為適合于前級(jí)驅(qū)動(dòng)單元、次級(jí)驅(qū)動(dòng)單元和末級(jí)合成單元的負(fù)電壓。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電源控制模塊還包括:
[0036]控制電路，用于按照先提供負(fù)電壓再提供正電壓的順序控制電源控制模塊為功率放大模塊供電。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電源控制模塊還包括:
[0038]負(fù)壓保護(hù)電路，其用于檢測(cè)負(fù)壓偏置電路輸出的負(fù)電壓是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)負(fù)電平條件，在滿(mǎn)足預(yù)設(shè)負(fù)電平條件的情況下，負(fù)壓保護(hù)電路輸出工作信號(hào)來(lái)控制負(fù)壓偏置網(wǎng)絡(luò)為功率放大模塊提供負(fù)電源；在不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)負(fù)電平條件的情況下，負(fù)壓保護(hù)電路輸出保護(hù)信號(hào)，使功率放大模塊處于不工作狀態(tài)。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以具有如下優(yōu)點(diǎn)。
[0040]1)變頻處理模塊利用小數(shù)分頻PLL鎖相頻率合成技術(shù)結(jié)合倍頻、混頻、濾波、幅度均衡處理，合理分配各部分頻率關(guān)系，完成非線性信號(hào)處理，將L波段頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成Ku波段頻率信號(hào)，并且具有良好的屏蔽措施和通道隔離抑制等作用，解決了寬頻帶的頻譜搬移及信號(hào)質(zhì)量問(wèn)題。
[0041]2)功率放大模塊通過(guò)設(shè)置多級(jí)級(jí)聯(lián)的功率放大單元，解決了大功率合成與高效的散熱技術(shù)問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)了幅度、相位的一致性、平衡性、低損耗的設(shè)計(jì)。
[0042]3)監(jiān)測(cè)控制模塊完成各種檢測(cè)、控制和報(bào)警，利用閉環(huán)反饋控制技術(shù)解決了對(duì)產(chǎn)品的功率、溫度、增益控制、激勵(lì)等參數(shù)的監(jiān)測(cè)控制，以及設(shè)備的過(guò)溫過(guò)流等保護(hù)措施的技術(shù)問(wèn)題。
[0043]4)電源轉(zhuǎn)換模塊采用具有電源功率因素PFC校正功能的AC-DC、高密度DC-DC電源技術(shù)、電源保護(hù)電路技術(shù)，解決了高可靠、高效率及大功率集成開(kāi)關(guān)電源設(shè)備供電問(wèn)題。
[0044]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0045]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0046]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的Ku頻段衛(wèi)星通信變頻終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變頻處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。
[0050]圖1顯示了本發(fā)明一實(shí)施例中提供的Ku頻段衛(wèi)星通信大功率變頻終端設(shè)備及其工作原理圖。從圖中可以看出，該設(shè)備主要由變頻處理模塊100、功率放大模塊200、監(jiān)測(cè)控制模塊300和電源控制模塊400四部分組成。
[0051]變頻處理模塊100對(duì)輸入的L波段中頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理生成Ku波段頻率信號(hào)，再通過(guò)特制濾波器進(jìn)行雜散、諧波處理，經(jīng)放大后送入功率放大模塊200。功率放大模塊200包括前級(jí)放大單元210、次級(jí)放大單元220和末級(jí)合成單元230，用于對(duì)變頻處理模塊100輸出的Ku波段頻率信號(hào)進(jìn)行功率放大處理。
[0052]如圖1所示，在前級(jí)驅(qū)動(dòng)單元210內(nèi)，Ku波段頻率信號(hào)通過(guò)高耦合度的環(huán)形隔離器耦合出一路送至檢波器，其檢波電壓用于輸入功率指示，而另一路則送入可變衰減器進(jìn)行信號(hào)幅度的衰減控制，然后進(jìn)行小信號(hào)放