專利名稱：一種衛星解調器中的模擬下變頻器及其實現方法
技術領域：
本發明涉及衛星通信技術領域，特別涉及一種衛星解調器中的模擬下變頻器及其實現方法。
背景技術：
VSAT (Very Small Aperture Terminal,甚小口徑終端)是指一類具有甚小口徑天線的、非常廉價的智能化小型或微型地球站，可以方便地安裝在用戶處。VSAT衛星通信網一般是由大量VSAT小站與一個主站協同工作，共同構成的一個衛星通信網。在衛星通信中，衛星地面接收系統中的地面天線接收到的衛星下行微波信號經過遠距離傳輸變得非常微弱，需要衛星下變頻器對接收到的衛星下行頻率信號進行放大并變頻，然后送給地面接收系統中的解調器進行信號的解調處理。目前，大多數衛星下變頻器都采用將整個工作頻帶寬帶下變到常用的70MHz、140MHz或210MHz等中頻，而多通道衛星解調器所需的中頻為10. 7MHz，導致解調器與多種衛星接收前端設備連接不便、系統兼容性差、成本增加。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法。該方法使得解調器能較好的與多種衛星接收前端設備連接使用，增強衛星解調器的兼容性。本發明還提供一種基于多通道VSAT衛星解調器中的模擬下變頻器，使得與下變頻器連接的解調器能較好的與多種衛星接收前端設備連接使用，衛星解調器的兼容性增強。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案
一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法，所述方法包括如下步驟
(a)對接收到的不同衛星頻率信號進行選通；
(b)將步驟(a)中選通的衛星頻率信號進行放大；
(c)將第一本地振蕩器產生的載波信號與步驟(b)中放大后的信號進行混頻形成第一中頻信號，再對第一中頻信號進行第一次放大處理；
(d)利用濾波器對步驟(c)中第一次放大處理后的第一中頻信號進行濾波處理；
(e)將第二本地振蕩器產生的載波信號與步驟(d)中進行濾波處理后的信號進行第二次混頻形成第二中頻信號，再對第二中頻信號進行第二次放大處理；
(f)對步驟(e)中第二次放大處理后的第二中頻信號進行可變增益放大調節；
(g)將步驟(f)中處理后的信號輸出，輸出信號頻率為10.7MHz。其中，所述步驟(c)中采用分數鎖相環式頻率合成方式對信號進行混頻；所述步驟(e)中采用直接數字頻率合成與鎖相環式頻率合成相結合的方式對信號進行混頻。優選的，所述濾波器為聲表面濾波器，聲表面波濾波器的群延遲時間偏差和頻率選擇優良、輸入輸出阻抗誤差小、傳輸損耗小、抗電磁干擾性能好；對所述步驟(g)中輸出的信號還要進行檢波處理，檢波處理后，返回步驟(f)。一種衛星解調器中的模擬下變頻器，包括用于接收不同的衛星頻率信號的輸入接口、輸出接口，控制接口和電源接口，所述模擬下變頻器內部包括
選通模塊，用于對所述輸入接口接受到的不同的衛星頻率信號進行選通； 信號放大模塊，用于對所述選通模塊選通的衛星信號進行放大； 第一混頻器和第一本地振蕩器，用于對所述信號放大模塊放大后的信號與第一本地振蕩器產生的載波信號進行第一次混頻；
第一放大器，用于對第一次混頻后的信號進行放大； 濾波器，用于對所述第一放大器放大后的信號進行濾波處理； 第二混頻器和第二本地振蕩器，用于對所述濾波器濾波處理后的信號與第二本地振蕩器產生的載波信號進行第二次混頻；
第二放大器，用于對第二次混頻后的信號進行放大；
和可變增益放大模塊，用于對第二放大器放大后的信號進行可變增益調節，可變增益放大模塊處理后的信號通過所述輸出接口輸出；
其中，所述輸入接口、選通模塊、信號放大模塊、第一混頻器、第一放大器、濾波器、第二混頻器、第二放大器、可變增益放大電路和輸出接口依次連接，所述第一混頻器連接第一本地振蕩器，第二混頻器連接第二本地振蕩器。所述模擬下變頻器內還包括檢波電路，所述檢波電路連接于所述輸出接口和所述可變增益放大模塊之間，用于對輸出接口輸出的信號進行檢波處理，處理后的信號反饋給所述可變增益放大模塊。優選的，所述濾波器采用聲表面濾波器，聲表面波濾波器的群延遲時間偏差和頻率選擇優良、輸入輸出阻抗誤差小、傳輸損耗小、抗電磁干擾性能好。所述模擬下變頻器還連接解調器，所述解調器包括A/D模塊，用于對所述模擬變頻器輸出接口輸出的信號進行A/D采樣量化，將信號變為數字信號；FPGA模塊，用于對所述 A/D模塊采樣量化后的數字信號進行混頻、抽取、濾波得到兩路正交基帶數據，再對兩路正交基帶數據進行碼元同步、載波同步、信號自動跟蹤和信號類型識別處理；和DSP模塊，用于對所述FPGA模塊處理后的信號進行譯碼輸出。與現有技術相比，本發明的有益效果
本發明的模擬下變頻器所覆蓋頻率包含了衛星通信中常用的70ΜΗΖ、140ΜΗζ、210ΜΗζ 等中頻，采用二次變頻方案，通過再次變頻，將上述中頻統統轉換為多通道解調器所需的 10. 7MHz中頻，使得解調器能較好的與多種衛星接收前端設備的連接使用，使得系統有很強的兼容性，降低成本。本發明的模擬下變頻器與多通道VSAT衛星解調器配合使用，用于 VSAT類衛星中小載波信號的規模控守，對弱信號有很強的鎖定能力，當信噪比較低時，仍能快速鎖定。對于衛星線路中使用的已知各類交錯信號，可以實現軟件解交錯以提供給后續譯碼，對于未知信號，具有軟件可擴展性。
圖1為本發明模擬下變頻器實現方法流程圖； 圖2為本發明模擬下變頻器結構示意圖；圖3為本發明模擬下變頻器內部電路連接關系示意圖。
具體實施例方式下面結合試驗例及具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。如圖1所示，本發明的一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法，所述方法包括如下步驟
步驟一，對前端接收機接收到的不同衛星頻率信號進行選通。步驟二，將步驟一中選通的衛星頻率信號進行放大。衛星下行微波信號經過遠距離傳輸變得非常微弱，需要對下行頻率信號進行放大。步驟三，將第一本地振蕩器產生的載波信號與步驟二中放大后的信號進行混頻形成第一中頻信號，再對第一中頻信號進行第一次放大處理。第一中頻信號優選為610MHz， 這樣既可以保證40 300MHz頻段的性能，又因為此頻段的聲表面濾波器是標準規格，較好購買，節約了成本。第一本地振蕩器采用分數鎖相環式頻率合成方式(PLL-phase Locked Loop)，本地振蕩器的振蕩頻率和幅度精度高，穩定性好。步驟四，利用聲表面濾波器對步驟三中第一次放大處理后的第一中頻信號進行濾波處理。聲表面濾波器的設計靈活性大、模擬/數字兼容、群延遲時間偏差和頻率選擇優良(可選頻率范圍在10MHz-3GHz)、輸入輸出阻抗誤差小、傳輸損耗小、抗電磁干擾性能好 (EMI)、可靠性高、制作的器件體積小、重量輕，而且能夠實現多種復雜的功能。適應現代通信系統設備以及移動通信輕薄短小化和高頻化、數字化、高性能、高可靠性等方面的要求。步驟五，將第二本地振蕩器產生的載波信號與步驟四中進行濾波處理后的信號進行第二次混頻形成第二中頻信號，再對第二中頻信號進行放大處理；第二本地振蕩器采用直接數字頻率合成方式(DDS — Digital Direct Frequency Synthesis)與PLL頻率合成方式相結合的頻率合成方式，保證IHz的頻率分辨率，可精準地對準鎖定衛星信號。步驟六，對步驟五中放大處理后的第二中頻信號進行可變增益放大，使第二中頻信號輸出保持恒定，減少外來信號的干擾。步驟七，將步驟六中處理后的信號輸出，輸出信號頻率為10.7MHz。本發明方法對所述步驟七中輸出的信號還要進行檢波處理，提取調制信號后，返回步驟六。本發明方法采用二次變頻技術方案，其過程就是先將衛星信號變頻到第一中頻， 經過中放后再將該第一中頻通過第二次變頻變換到第二中頻，經過中放后再解調得到原始信號。本發明中第一中頻信號頻率為610MHz，增加變頻級數和使用較高的第一中頻頻率都有利于提高鏡頻抑制。如圖2、圖3所示，本發明還提供一種衛星解調器中的模擬下變頻器，包括用于接收不同的衛星頻率信號的輸入接口(RF IN)、輸出接口(I F OUT)，控制接口(COM) 和電源接口(DCI N )，控制接口(COM)與本機通信有兩種工作模式，一是單機工作模式這種方式下用PC機串口直接對本機操作；另外一種模式為多機工作模式該方式用一臺機對多臺本機進行操作和控制。所述模擬下變頻器內部包括選通模塊，用于對所述輸入接口接受到的不同的衛星頻率信號進行選通；信號放大模塊，用于對所述選通模塊選通的衛星信號進行放大；第一混頻器和第一本地振蕩器，用于對所述信號放大模塊放大后的信號與第一本地振蕩器產生的載波信號進行第一次混頻；第一放大器，用于對第一次混頻后的信號進行放大；濾波器，用于對所述第一放大器放大后的信號進行濾波處理，優選的， 所述濾波器采用聲表面濾波器，聲表面濾波器的設計靈活性大、模擬/數字兼容、群延遲時間偏差和頻率選擇優良(可選頻率范圍在10MHz-3GHz)、輸入輸出阻抗誤差小、傳輸損耗小、 抗電磁干擾性能好(EMI)、可靠性高、制作的器件體積小、重量輕，而且能夠實現多種復雜的功能，適應現代通信系統設備以及移動通信輕薄短小化和高頻化、數字化、高性能、高可靠性等方面的要求；第二混頻器和第二本地振蕩器，用于對所述濾波器濾波處理后的信號與第二本地振蕩器產生的載波信號進行第二次混頻；第二放大器，用于對第二次混頻后的信號進行放大；和可變增益放大模塊，用于對第二放大器放大后的信號進行可變增益調節，保持信號恒定，減少外來信號的干擾，可變增益放大模塊處理后的信號通過所述輸出接口輸出ο進一步的，所述模擬下變頻器內還包括檢波電路，所述檢波電路連接于所述輸出接口和所述可變增益放大模塊之間，用于對輸出接口輸出的信號進行檢波處理，處理后的信號反饋給所述可變增益放大模塊。所述模擬下變頻器還連接解調器，所述解調器包括A/D模塊，用于對所述模擬變頻器輸出接口輸出的信號進行A/D采樣量化，將信號變為數字信號；FPGA模塊，用于對所述 A/D模塊采樣量化后的數字信號進行混頻、抽取、濾波得到兩路正交基帶數據，再對兩路正交基帶數據進行碼元同步、載波同步、信號自動跟蹤和信號類型識別處理；和DSP模塊，用于對所述FPGA模塊處理后的信號進行譯碼輸出。本發明模擬下變頻器與多通道VSAT衛星解調器配合使用，用于VSAT類衛星中小載波信號的規模控守，對弱信號有很強的鎖定能力，當信噪比較低時，仍能快速鎖定。對于衛星線路中使用的已知各類交錯信號，可以實現軟件解交錯以提供給后續譯碼，對于未知信號，具有軟件可擴展性。本發明的模擬下變頻器所覆蓋頻率包含了衛星通信中常用的70MHz、140MHz、 210MHz等中頻，采用二次變頻方案，通過再次變頻，將上述中頻統統轉換為多通道解調器所需的10. 7MHz中頻，使得解調器能較好的與多種衛星接收前端設備的連接使用，使得系統有很強的兼容性。上面結合附圖對本發明的實施例做了詳細描述，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內還可以作出各種變化，這些變化均屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法，其特征在于所述方法包括如下步驟(a)對接收到的不同衛星頻率信號進行選通；(b)將步驟(a)中選通的衛星頻率信號進行放大；(c)將第一本地振蕩器產生的載波信號與步驟(b)中放大后的信號進行混頻形成第一中頻信號，再對第一中頻信號進行第一次放大處理；(d)利用濾波器對步驟(c)中第一次放大處理后的第一中頻信號進行濾波處理；(e)將第二本地振蕩器產生的載波信號與步驟(d)中進行濾波處理后的信號進行第二次混頻形成第二中頻信號，再對第二中頻信號進行第二次放大處理；(f)對步驟(e)中第二次放大處理后的第二中頻信號進行可變增益放大調節；(g)將步驟(f)中處理后的信號輸出，輸出信號頻率為10.7MHz。
2.根據權利要求1所述的一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法，其特征在于所述步驟(c)中采用分數鎖相環式頻率合成方式對信號進行混頻。
3.根據權利要求1所述的一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法，其特征在于所述步驟(e)中采用直接數字頻率合成與鎖相環式頻率合成相結合的方式對信號進行混頻。
4.根據權利要求1所述的一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法，其特征在于所述濾波器為聲表面濾波器。
5.根據權利要求1至4任一項所述的一種衛星解調器中的模擬下變頻器的實現方法， 其特征在于對所述步驟(g)中輸出的信號進行檢波處理，檢波處理后，返回步驟(f)。
6.一種衛星解調器中的模擬下變頻器，包括用于接收不同的衛星頻率信號的輸入接口、輸出接口，控制接口和電源接口，其特征在于所述模擬下變頻器內部包括選通模塊，用于對所述輸入接口接受到的不同的衛星頻率信號進行選通； 信號放大模塊，用于對所述選通模塊選通的衛星信號進行放大； 第一混頻器和第一本地振蕩器，用于對所述信號放大模塊放大后的信號與第一本地振蕩器產生的載波信號進行第一次混頻；第一放大器，用于對第一次混頻后的信號進行放大； 濾波器，用于對所述第一放大器放大后的信號進行濾波處理； 第二混頻器和第二本地振蕩器，用于對所述濾波器濾波處理后的信號與第二本地振蕩器產生的載波信號進行第二次混頻；第二放大器，用于對第二次混頻后的信號進行放大；和可變增益放大模塊，用于對第二放大器放大后的信號進行可變增益調節，可變增益放大模塊處理后的信號通過所述輸出接口輸出；其中，所述輸入接口、選通模塊、信號放大模塊、第一混頻器、第一放大器、濾波器、第二混頻器、第二放大器、可變增益放大電路和輸出接口依次連接，所述第一混頻器連接第一本地振蕩器，第二混頻器連接第二本地振蕩器。
7.根據權利要求6所述的一種衛星解調器中的模擬下變頻器，其特征在于所述模擬下變頻器內還包括檢波電路，所述檢波電路連接于所述輸出接口和所述可變增益放大模塊之間，用于對輸出接口輸出的信號進行檢波處理，處理后的信號反饋給所述可變增益放大模塊。
8.根據權利要求6所述的一種衛星解調器中的模擬下變頻器，其特征在于所述濾波器為聲表面濾波器。
9.根據權利要求6所述的一種衛星解調器中的模擬下變頻器，其特征在于所述模擬下變頻器連接解調器，所述解調器包括A/D模塊，用于對所述模擬變頻器輸出接口輸出的信號進行A/D采樣量化，將信號變為數字信號；FPGA模塊，用于對所述A/D模塊采樣量化后的數字信號進行混頻、抽取、濾波得到兩路正交基帶數據，再對兩路正交基帶數據進行碼元同步、載波同步、信號自動跟蹤和信號類型識別處理；和DSP模塊，用于對所述FPGA模塊處理后的信號進行譯碼輸出。
全文摘要
本發明公開了一種衛星解調器中的模擬下變頻器及其實現方法。本發明模擬下變頻器內部包括依次連接的輸入接口、選通模塊、信號放大模塊、第一混頻器、第一放大器、濾波器、第二混頻器、第二放大器、可變增益放大電路和輸出接口；所述第一混頻器連接第一本地振蕩器，第二混頻器連接第二本地振蕩器。本發明模擬下變頻器及其實現方法使得與模擬下變頻器連接的解調器能較好的與多種衛星接收前端設備連接使用，衛星解調器的兼容性增強，成本降低。
文檔編號H04B7/185GK102412888SQ201210005139
公開日2012年4月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者何戎遼, 吳偉林, 孫建中, 李凱, 楊宇航, 陳春梅 申請人:成都林海電子有限責任公司