本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域，特別是指一種ka頻段衛(wèi)星通信相控陣射頻前端，可用于高軌或低軌衛(wèi)星通信的地面終端站。

背景技術(shù)：

1、隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展，衛(wèi)星通信系統(tǒng)對(duì)高軌、低軌以及高低軌同時(shí)支持的需求越來(lái)越迫切，尤其是低軌衛(wèi)星通信需要波束靈活地指向快速移動(dòng)的衛(wèi)星。目前，用于衛(wèi)星通信的射頻前端主要采用拋物面天線，波束指向?yàn)闄C(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的方式，靈活性差。尤其是波束切換需要雙拋物面天線，其剖面高，體積大，便攜性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種ka頻段衛(wèi)星通信相控陣射頻前端。本發(fā)明具有工作頻率高、帶寬寬、集成度高、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種ka頻段衛(wèi)星通信相控陣射頻前端，包括ka頻段發(fā)射相控陣天線2、ka頻段接收相控陣天線3、控制電路5和組合導(dǎo)航電路6，還包括上變頻模塊1和下變頻模塊4；

4、上變頻模塊1用于根據(jù)控制電路5輸入的控制信號(hào)，將外部輸入的c頻段上行中頻信號(hào)進(jìn)行衰減和放大，并將放大和衰減后的信號(hào)上變頻至ka頻段上行射頻信號(hào)，再經(jīng)放大和濾波輸出至ka頻段接收相控陣天線3；

5、ka頻段發(fā)射相控陣天線2用于根據(jù)控制電路5輸入的控制信號(hào)，將ka頻段上行射頻信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大的ka頻段上行射頻信號(hào)通過(guò)波束空中合成，發(fā)射至指定的衛(wèi)星方向；

6、ka頻段接收相控陣天線3用于根據(jù)控制電路5輸入的控制信號(hào)，接收指定的空中ka頻段下行衛(wèi)星信號(hào)，并將接收的ka頻段下行衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大，輸出至下變頻模塊4；

7、下變頻模塊4用于根據(jù)控制電路5輸入的控制信號(hào)，將ka頻段接收相控陣天線3輸出的ka頻段下行射頻信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，并將放大和濾波后的信號(hào)下變頻至c頻段下行中頻信號(hào)，再經(jīng)濾波、衰減和放大后輸出；

8、控制電路5用于接收外部的指令和組合導(dǎo)航電路6的位置信息，并轉(zhuǎn)換為內(nèi)部控制信號(hào)，控制上變頻模塊1和下變頻模塊4的頻率和增益，以及ka頻段發(fā)射相控陣天線2和ka頻段接收相控陣天線3的波束指向；

9、組合導(dǎo)航電路6用于計(jì)算和指示當(dāng)前的位置信息，并將位置信息傳送給控制電路5。

10、進(jìn)一步地，上變頻模塊1包括第一數(shù)控衰減電路7、第一中頻放大電路8、第一混頻電路9、第一射頻濾波電路10、模擬衰減電路11、第一射頻放大電路12、第一隔離器13、第一2倍頻電路14、第一本振電路15；

11、其中，第一數(shù)控衰減電路7用于根據(jù)控制電路5的指令，對(duì)外部接口輸入的c頻段上行中頻信號(hào)進(jìn)行衰減，然后輸出至第一中頻放大電路8；

12、第一中頻放大電路8用于將第一數(shù)控衰減電路7輸出的c頻段上行中頻信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出至第一混頻電路9；

13、第一混頻電路9用于將第一中頻放大電路8輸出的c頻段上行中頻信號(hào)與第一2倍頻電路14輸出的本振2倍頻信號(hào)進(jìn)行混頻，然后輸出ka頻段上行射頻信號(hào)至第一射頻濾波電路10；

14、第一射頻濾波電路10用于將第一混頻電路9輸出的ka頻段上行射頻信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除帶外雜散，然后輸出至模擬衰減電路11；

15、模擬衰減電路11用于將第一射頻濾波電路10輸出的ka頻段上行射頻信號(hào)模擬衰減至指定功率，然后輸出至第一射頻放大電路12；

16、第一射頻放大電路12用于將模擬衰減電路11輸出的ka頻段上行射頻信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出至第一隔離器13；

17、第一隔離器13用于將第一射頻放大電路12輸出的ka頻段上行射頻信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配，然后輸出至ka頻段發(fā)射相控陣天線2；

18、第一2倍頻電路14用于將第一本振電路15輸出的本振信號(hào)進(jìn)行2倍頻，將2倍頻后的本振信號(hào)輸出至第一混頻電路9；

19、第一本振電路15用于根據(jù)控制電路5的指令，輸出頻點(diǎn)可變的本振信號(hào)至第一2倍頻電路14。

20、進(jìn)一步地，下變頻模塊4包括第二隔離器16、第二射頻放大電路17、第二射頻濾波電路18、第二混頻電路19、中頻濾波電路20、第二數(shù)控衰減電路21、第二中頻放大電路22、第二2倍頻電路23、第二本振電路24；

21、其中，第二隔離器16用于將ka頻段接收相控陣天線3輸出的ka頻段下行射頻信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配，然后輸出至第二射頻放大電路17；

22、第二射頻放大電路17用于將第二隔離器16輸出的ka頻段下行射頻信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出至第二射頻濾波電路18；

23、第二射頻濾波電路18用于將第二射頻放大電路17輸出的ka頻段下行射頻信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除帶外雜散信號(hào)，然后輸出至第二混頻電路19；

24、第二混頻電路19用于將第二射頻濾波電路18輸出的ka頻段下行射頻信號(hào)與第二2倍頻電路23輸出的本振2倍頻信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出c頻段下行中頻信號(hào)至中頻濾波電路20；

25、中頻濾波電路20用于將第二混頻電路19輸出的c頻段下行中頻信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除帶外雜散，然后輸出至第二數(shù)控衰減電路21；

26、第二數(shù)控衰減電路21用于根據(jù)控制電路5的指令，對(duì)中頻濾波電路20輸入的c頻段下行中頻信號(hào)進(jìn)行衰減，然后輸出至第二中頻放大電路22；

27、第二中頻放大電路22用于將第二數(shù)控衰減電路21輸出的c頻段下行中頻信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出至外部接口；

28、第二2倍頻電路23用于將第二本振電路24輸出的本振信號(hào)進(jìn)行2倍頻，將2倍頻后的本振信號(hào)輸出至第二混頻電路19；

29、第二本振電路24用于根據(jù)控制電路5的指令，輸出頻點(diǎn)可變的本振信號(hào)至第二2倍頻電路23。

30、本發(fā)明與背景技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

31、1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，成本低，便于制造，可實(shí)現(xiàn)較高程度的集成化，便于實(shí)現(xiàn)小型化，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

32、2、本發(fā)明的上變頻模塊1、下變頻模塊4結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可采用微組裝工藝制造，從而在滿(mǎn)足衛(wèi)星通信信道指標(biāo)的前提下，具備體積小，重量輕的優(yōu)點(diǎn)，便于集成。

33、3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試工作量小，能夠在-40℃～+55℃的較惡劣環(huán)境溫度下正常工作。

技術(shù)特征：

1.一種ka頻段衛(wèi)星通信相控陣射頻前端，包括ka頻段發(fā)射相控陣天線（2）、ka頻段接收相控陣天線（3）、控制電路（5）和組合導(dǎo)航電路（6），其特征在于：還包括上變頻模塊（1）和下變頻模塊（4）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ka頻段衛(wèi)星通信相控陣射頻前端，其特征在于：上變頻模塊（1）包括第一數(shù)控衰減電路（7）、第一中頻放大電路（8）、第一混頻電路（9）、第一射頻濾波電路（10）、模擬衰減電路（11）、第一射頻放大電路（12）、第一隔離器（13）、第一2倍頻電路（14）、第一本振電路（15）；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ka頻段衛(wèi)星通信相控陣射頻前端，其特征在于：下變頻模塊（4）包括第二隔離器（16）、第二射頻放大電路（17）、第二射頻濾波電路（18）、第二混頻電路（19）、中頻濾波電路（20）、第二數(shù)控衰減電路（21）、第二中頻放大電路（22）、第二2倍頻電路（23）、第二本振電路（24）；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種Ka頻段衛(wèi)星通信相控陣射頻前端，屬于衛(wèi)星通信領(lǐng)域。它由上變頻模塊、Ka頻段發(fā)射相控陣天線、Ka頻段接收相控陣天線、下變頻模塊、控制電路、組合導(dǎo)航電路等部分組成。它通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)行頻率、增益以及天線指向控制，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)由上變頻模塊、Ka頻段發(fā)射相控陣天線、Ka頻段接收相控陣天線、下變頻模塊、控制電路和組合導(dǎo)航電路實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信上行信號(hào)的上變頻和Ka頻段發(fā)射以及下行信號(hào)的Ka頻段接收和下變頻的目的。本發(fā)明具有工作頻率高、帶寬寬、集成度高、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，能夠在室外較惡劣環(huán)境下正常工作，特別適用于作為高軌或低軌衛(wèi)星通信地面終端站Ka頻段射頻前端。

技術(shù)研發(fā)人員：胡麗格,肖永偉,王崇,楊華裕,楊鎖強(qiáng),薛騰,衛(wèi)少卿,王敬,李靖,寇陽(yáng),王雷,馮世強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2