專利名稱：自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種衛(wèi)星信標(biāo)接收機(jī)，是現(xiàn)代通信技術(shù)的一種方式。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星通信是在地面微波通信和空間技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。衛(wèi)星通信的有關(guān)理論和技術(shù)不斷發(fā)展，隨著航天技術(shù)的進(jìn)步以及數(shù)字技術(shù)、大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信目前正在新頻段、新體制、新業(yè)務(wù)以及衛(wèi)星和地球站的新技術(shù)等方面進(jìn)行探索并進(jìn)行各種現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。我國(guó)在70年代初便對(duì)衛(wèi)星通信進(jìn)行工程性的研究，研制出各種類型的地球站，并于1984年成功發(fā)射了我國(guó)第一顆對(duì)地靜止同步試驗(yàn)通信衛(wèi)星，初步建立了我國(guó)衛(wèi)星通信網(wǎng)。信標(biāo)接收機(jī)和衛(wèi)星的下變頻器(LNB)相結(jié)合，形成完整的衛(wèi)星跟蹤接收系統(tǒng)，從而進(jìn)行衛(wèi)星信號(hào)的通信。由于衛(wèi)星同步信標(biāo)信號(hào)經(jīng)大氣衰減后相對(duì)較弱，同時(shí)大氣中存在各種噪聲，直接影響了衛(wèi)星地球站對(duì)同步衛(wèi)星的跟蹤及通信，這對(duì)衛(wèi)星信標(biāo)接收機(jī)提出了很高的要求。由于數(shù)字化信標(biāo)接收機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、功耗大、跟蹤速度慢且容易跟錯(cuò)衛(wèi)星等缺點(diǎn)，因此社會(huì)迫切需求一種方便小巧的，速度快并能自動(dòng)消除底噪的信標(biāo)接收機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能自適應(yīng)消除底噪的、方便小巧、低功耗的并能快速準(zhǔn)確尋星的自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)。本實(shí)用新型為解決以上技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案是一種自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，包括輸入預(yù)選單元、第一混頻處理單元、第二混頻處理單元、自適應(yīng)消噪單元、電源單元和參考時(shí)鐘單元；輸入預(yù)選單元包括依次連接的低噪聲放大電路和濾波電路；第一混頻處理單元包括第一本振、第一混頻器和一中頻濾波放大電路，其中，濾波電路的輸出端連接第一混頻器的一個(gè)輸入端，而第一本振的輸出端連接第一混頻器的另一個(gè)輸入端，而第一混頻器的輸出端則連接一中頻濾波放大電流的輸入端；第二混頻處理單元包括第二本振、第二混頻器和二中頻濾波放大電路，其中，第二混頻器的一個(gè)輸入端連接一中頻濾波放大電路的輸出端，另一個(gè)輸入端連接第二本振的輸出端，而第二混頻器的輸出端則連接二中頻濾波放大電路的輸入端；自適應(yīng)消噪單元的輸入端連接二中頻濾波放大電路的輸出端；參考時(shí)鐘單元的輸出端分別連接第一本振和第二本振；電源單元分別連接前述各單元并為其提供電源。[0015]上述自適應(yīng)消噪單元包括射頻開(kāi)關(guān)、晶體濾波器和檢波器，二中頻濾波放大電路的輸出端經(jīng)由射頻開(kāi)關(guān)連接晶體濾波器的輸入端，而晶體濾波器的輸出端連接檢波器的輸入端。上述射頻開(kāi)關(guān)包括兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，晶體濾波器也設(shè)有兩個(gè)，且二者帶寬相同， 中心頻率不同；所述二中頻濾波放大電路的輸出端連接其中一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的自由端， 該開(kāi)關(guān)的兩個(gè)選擇端分別與兩種晶體濾波器的輸入端對(duì)應(yīng)連接，所述兩種晶體濾波器的輸出端又分別對(duì)應(yīng)連接另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的兩個(gè)選擇端，該另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的自由端連接至檢波器。上述參考時(shí)鐘單元包含依次連接的溫補(bǔ)晶體振蕩器和二等分功分器，所述二等分功分器的輸出端分別連接第一本振和第二本振。上述參考時(shí)鐘單元的電源輸入端與電源單元的輸出端之間設(shè)有低通濾波器。采用上述方案后，本實(shí)用新型具有以下改進(jìn)( 1)采用了小數(shù)分頻技術(shù)，從而達(dá)到第一本振的快速捷變及高分辨率，而相對(duì)于以往采用基于DDS的鎖相環(huán)技術(shù)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)、減少了雜散還降低了總功耗；(2)采用自適應(yīng)消噪電路，消除了接收通路中的噪聲及底噪，避免了信標(biāo)機(jī)尋星過(guò)程中錯(cuò)跟上噪聲包絡(luò)的可能；(3)采用高可靠性高效率的電源轉(zhuǎn)換芯片，從而降低因電源變壓帶來(lái)的功耗損失；(4)參考時(shí)鐘采用溫補(bǔ)電路，從而在高低溫等惡劣的條件下依然保持良好的頻率穩(wěn)定度與準(zhǔn)確度。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型中輸入預(yù)選單元的電路連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型中第一混頻處理單元中第一本振的電路連接示意圖；圖4是本實(shí)用新型中第一混頻處理單元中第一混頻器和一中頻濾波放大電路的電路連接示意圖；圖5是本實(shí)用新型中第二混頻處理單元的電路連接示意圖；圖6是本實(shí)用新型中自適應(yīng)消噪單元的電路連接示意圖；圖7是本實(shí)用新型中電源單元的電路連接示意圖；圖8是本實(shí)用新型中參考時(shí)鐘單元的電路連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，包括輸入預(yù)選單元1、 第一混頻處理單元2、第二混頻處理單元3、自適應(yīng)消噪單元4、電源單元5和參考時(shí)鐘單元 6，下面將分別介紹。由于衛(wèi)星信號(hào)在大氣中會(huì)產(chǎn)生衰減，導(dǎo)致衛(wèi)星地球站接收到的衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)相當(dāng)小，需進(jìn)行放大及濾波處理，因此輸入預(yù)選單元1包含輸入低噪聲放大電路和濾波電路，用于將衛(wèi)星便攜站上天線接收到的衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行放大濾波，可配合圖2所示，其頻率范圍為950 1450MHz，增益為20dB，采用ERA-5實(shí)現(xiàn)小信號(hào)的放大，并采用5階切比雪膚濾波器將帶外信號(hào)濾除并抑制第一混頻處理單元2中第一本振21的泄露。第一混頻處理單元2包括第一本振21、第一混頻器22和一中頻濾波放大電路23， 其中，輸入預(yù)選單元1的輸出端連接第一混頻器22的一個(gè)輸入端，而第一本振21的輸出端連接第一混頻器22的另一個(gè)輸入端，而第一混頻器22的輸出端則連接一中頻濾波放大電流23的輸入端。配合圖3所示，是本實(shí)施例中第一本振21的電路連接圖，其采用了 ADI公司高性能的小數(shù)分頻鎖相電路ADF415;3BRU，其工作范圍為500MHz 4GHz，低噪為-213dBc/Hz，其優(yōu)異的性能保證了 1750 2250MHz的輸出，同時(shí)保證了良好的相位噪聲，同時(shí)由于采用了小數(shù)分頻也保證了 IKHz的步進(jìn)；VCO采用了 Z-Communications公司的V600ME20-LF，輸出頻率范圍為1700 ^OOMHz，相位噪聲為-96dBc/Hz@10KHz，工作電壓為5V，很好地滿足了本實(shí)用新型的使用。圖4則為本實(shí)施例中第一混頻器22和一中頻濾波放大電路23的電路連接圖， 其中，第一混頻器22采用ADE-25MH，將輸入的信標(biāo)信號(hào)與第一本振21混頻生成800MHz 的第一中頻；而一中頻濾波放大電路23則采用中電集團(tuán)五十五所的聲表濾波器和 mini-circuits 公司的 ERA-8，增益為 30dB，帶寬為 2MHz。第二混頻處理單元3包括第二本振31、第二混頻器32和二中頻濾波放大電路33， 其中，第二混頻器32的一個(gè)輸入端連接一中頻濾波放大電路23的輸出端，其另一個(gè)輸入端連接第二本振31的輸出端，而第二混頻器32的輸出端則連接二中頻濾波放大電路33的輸入端。配合圖5所示，所述的第二本振31的頻率為870MHz，而第二混頻器32采用 mini-circuits公司的TUF-5+，將輸入的信標(biāo)信號(hào)與第二本振31混頻生成70MHz的第二中頻；二中頻濾波放大電路33則采用9階切比雪膚濾波器為70MHz的低通濾波器和ERA-8進(jìn)行放大，從而便于后級(jí)電路的處理。自適應(yīng)消噪單元4的電路圖可參考圖6所示，其輸入端連接二中頻濾波放大電路 33的輸出端，將第二中頻信標(biāo)信號(hào)和基底噪聲進(jìn)行檢波并分析，然后進(jìn)行輸出。配合圖6所示，所述的自適應(yīng)消噪單元4包括射頻開(kāi)關(guān)、晶體濾波器和檢波器，其中，射頻開(kāi)關(guān)包含兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，可根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的命令(即軟件指令)進(jìn)行切換選擇， 采用HITTITE公司生產(chǎn)的高隔離度的HMC194MS8，其工作范圍為DC 3GHz，帶內(nèi)插損小于 IdB ；晶體濾波器設(shè)有兩個(gè)，中心頻率分別為69MHz和70MHz，帶寬均為200KHz ；第二混頻處理單元3中二中頻濾波放大電路33的輸出端連接一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的自由端，而該開(kāi)關(guān)的兩個(gè)選擇端分別與兩種晶體濾波器的輸入端對(duì)應(yīng)連接，所述兩種晶體濾波器的輸出端又分別對(duì)應(yīng)連接另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的兩個(gè)選擇端，該另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的自由端連接至檢波器，所述的檢波器由AD8310實(shí)現(xiàn)，其檢波范圍為DC-440MHZ，具有95dB的動(dòng)態(tài)范圍，而衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)只有50dB的動(dòng)態(tài)范圍；工作時(shí)，經(jīng)二次混頻后得出的第二中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻開(kāi)關(guān)分別切換成兩路信號(hào)，其中中心頻率為70MHz的那個(gè)通路采集到的就是衛(wèi)星信標(biāo)信道的信號(hào)，而中心頻率為69MHz的那個(gè)通路采集到的為衛(wèi)星信標(biāo)帶外信號(hào)即噪聲信號(hào)，將兩路的信號(hào)相減取平均值就得出了低噪的信標(biāo)電平，取平均值的目的在于防止69MHz那路通路上存在大的隨機(jī)脈沖，干擾尋星。電源單元5與本實(shí)用新型中各模塊單元連接，為整機(jī)提供穩(wěn)定、低波紋的電源信號(hào)，配合圖7所示，由于通訊電路中一般采用24Vdc的電源，而本實(shí)施例中的器件均需要+5V 的電源，因此需要將+24V轉(zhuǎn)換成+5V，這里選擇了美國(guó)National Semi公司一款高性能的 DC/DC轉(zhuǎn)換芯片UC673S-5. 0，該芯片輸入寬的電壓為8V-40V，具備軟啟動(dòng)功能，限電流和輸出達(dá)3A的電流能力，其優(yōu)良的性能完全滿足本實(shí)施例的應(yīng)用。最后整機(jī)的功耗為21參考時(shí)鐘單元6的輸出端分別連接第一本振21和第二本振31，為其提供參考時(shí)鐘。結(jié)合圖8所示，所述的參考時(shí)鐘單元6主要包含溫補(bǔ)晶體振蕩器和二等分功分器，其中， 溫補(bǔ)晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為10. OOOMHz的參考源，再經(jīng)二等分功分器后分別供給第一本振 21和第二本振31。另外，所述的參考時(shí)鐘單元6的電源輸入端與電源單元5的輸出端之間還連接有低通濾波器，所述的低通濾波器對(duì)電源單元5提供的電源信號(hào)進(jìn)行PI型低通濾波，濾除其中的紋波，再為參考時(shí)鐘單元6供電，從而減小電源信號(hào)對(duì)參考時(shí)鐘信號(hào)的影響。以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，其特征在于包括輸入預(yù)選單元、第一混頻處理單元、 第二混頻處理單元、自適應(yīng)消噪單元、電源單元和參考時(shí)鐘單元；輸入預(yù)選單元包括依次連接的低噪聲放大電路和濾波電路；第一混頻處理單元包括第一本振、第一混頻器和一中頻濾波放大電路，其中，濾波電路的輸出端連接第一混頻器的一個(gè)輸入端，而第一本振的輸出端連接第一混頻器的另一個(gè)輸入端，而第一混頻器的輸出端則連接一中頻濾波放大電流的輸入端；第二混頻處理單元包括第二本振、第二混頻器和二中頻濾波放大電路，其中，第二混頻器的一個(gè)輸入端連接一中頻濾波放大電路的輸出端，另一個(gè)輸入端連接第二本振的輸出端，而第二混頻器的輸出端則連接二中頻濾波放大電路的輸入端；自適應(yīng)消噪單元的輸入端連接二中頻濾波放大電路的輸出端；參考時(shí)鐘單元的輸出端分別連接第一本振和第二本振；電源單元分別連接前述各單元并為其提供電源。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，其特征在于所述自適應(yīng)消噪單元包括射頻開(kāi)關(guān)、晶體濾波器和檢波器，二中頻濾波放大電路的輸出端經(jīng)由射頻開(kāi)關(guān)連接晶體濾波器的輸入端，而晶體濾波器的輸出端連接檢波器的輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，其特征在于所述射頻開(kāi)關(guān)包括兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，晶體濾波器也設(shè)有兩個(gè)，且二者帶寬相同，中心頻率不同；所述二中頻濾波放大電路的輸出端連接其中一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的自由端，該開(kāi)關(guān)的兩個(gè)選擇端分別與兩種晶體濾波器的輸入端對(duì)應(yīng)連接，所述兩種晶體濾波器的輸出端又分別對(duì)應(yīng)連接另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的兩個(gè)選擇端，該另一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的自由端連接至檢波器。
4.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，其特征在于所述參考時(shí)鐘單元包含依次連接的溫補(bǔ)晶體振蕩器和二等分功分器，所述二等分功分器的輸出端分別連接第一本振和第二本振。
5.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，其特征在于所述參考時(shí)鐘單元的電源輸入端與電源單元的輸出端之間設(shè)有低通濾波器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種自適應(yīng)消噪信標(biāo)接收機(jī)，包括輸入預(yù)選單元、第一混頻處理單元、第二混頻處理單元、自適應(yīng)消噪單元、電源單元和參考時(shí)鐘單元；第一混頻處理單元包括第一本振、第一混頻器和一中頻濾波放大電路，輸入預(yù)選單元和第一本振連接第一混頻器的輸入端，輸出端連接一中頻濾波放大電流的輸入端；第二混頻處理單元包括第二本振、第二混頻器和二中頻濾波放大電路，第二混頻器的輸入端分別連接一中頻濾波放大電路和第二本振，輸出端連接二中頻濾波放大電路；自適應(yīng)消噪單元連接二中頻濾波放大電路的輸出端；參考時(shí)鐘單元分別連接第一本振和第二本振。此接收機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能自適應(yīng)消除底噪，方便小巧，低功耗，且能夠快速準(zhǔn)確尋星。
文檔編號(hào)H04B1/10GK201957022SQ20112002863
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者倪仁才 申請(qǐng)人:南京肯立科技有限責(zé)任公司