专利名称：小型化卫星信标接收机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无线通信技术领域，具体是一种小型化卫星信标接收机。
背景技术：
信标接收机用于卫星通信地球站的总动跟踪系统。它的任务是捕获同步卫星发出 的信标信号，并对其下变频，变换成中频信号，然后检测出与信标信号强度成正比的直流电 压，给出卫星信标信号(即目标)相对与天线在不同角度位置时所对应的信号强度电压，以 直流电压形式送给饲服控制系统，从而完成天线对卫星的自动跟踪。但是现有技术中，信标 机对频点等相关参数掉电保存、信标信号的识别以及小型化便携性等都没有得到很好的解 决。
发明内容为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种小型化卫星信标接收 机，具体技术方案如下一种小型化卫星信标接收机，包括信标信号输入处理单元、数字化单元和控制信 号输出单元，所述信标信号输入处理单元把高频头接收到的卫星信号处理后，再经数字化 单元进行数字化后得到输出控制信号，该输出控制信号经过放大后得到输出所需的自动增 益控制信号。所述数字化单元包括A/D转换电路、MCUl微处理器、存储单元和D/A转换电 路，所述来自信标信号输入处理单元的信号经A/D转换电路后传入MCUl，MCUl依据输入信 号输出数字控制信号，该数字控制信号经D/A转换电路后输出模拟控制信号；所述MCU与存 储单元连接。这样可以保证掉电保存频点等相关参数。所述信标信号输入处理单元包括RF电路部分、本振LOl与本振L02电路部分；RF 电路部分包括一中频信号生成单元、二中频信号生成单元和直流电压信号生成单元；所述 高频头接收到的卫星信号在一中频信号生成单元内与本振LOl电路部分的本振信号进行 下变频处理后输出一中频信号；该一中频信号在二中频信号生成单元内与本振L02电路部 分的本振信号进行下变频处理后输出二中频信号；该二中频信号经直流电压信号生成单元 处理后得到与所述二中频信号幅度成正比的直流电压信号。所述一中频信号为831. 08MHZ的点频信号，二中频信号为21. 4MHZ的常用中频信号。所述一中频信号生成单元包括依次连接的Zl匹配均衡电路、Al —级射频放大器、 Z2匹配均衡电路、A2 二级射频放大器、Z3匹配均衡电路和MIXl混频器；所述本振LOl电路 部分的本振LOl信号传入该MIXl混频器。所述二中频信号生成单元包括依次连接的Fl —级一中频滤波器、A3 一中频放大 器、F2 二级一中频滤波器和MIX2混频器；所述本振L02电路部分的本振L02信号传入该 MIX2混频器。直流电压信号生成单元包括依次连接的F3 —级二中频滤波器、A4 一级二中频放大器、Z4匹配均衡电路、A5 二级二中频放大器、F3 二级二中频滤波器和Dl检波器。所述本振LOl电路部分包括依次连接的VCOl压控振荡器、A7 一本振放大器和Z5 匹配均衡电路，所述VCOl的输入端还连接有第一控制电压生成电路；所述Z5匹配均衡电路 由通路电容、到地电阻和功分器，功分器把经通路电容和到地电阻处理后的信号进行不等 功分，得到主信号和从信号，主信号作为本振LOl信号输出；所述第一控制电压生成电路包括MCU2微处理器、PDl鉴相器、F5有源滤波放大器 和标 准振荡信号源电路；所述从信号传入PDl鉴相器，并在MCU2的控制下和来自标准振荡 信号源电路的信号进行比相；PDl输出的控制信号进入F5进行放大，最后送入VCOl作为控 制电压；第一控制电压生成电路中的标准振荡信号源电路包括Cl晶振电路和DDSl直接数 字频率合成器；Cl晶振电路输出的振荡信号经滤波放大后传入DDSl直接数字频率合成器 中，并在所述MCUl的控制下生成参考信号，该参考信号经滤波放大后输出；所述MCUl的输 入端还连接有外部控制单元，例如PC机控制或者上位机控制等.所述本振L02电路部分包括依次连接的VC02压控振荡器、AlO 二本振放大器和Z6 匹配均衡电路，所述VC02的输入端还连接有第二控制电压生成电路；所述Z6匹配均衡电路 由通路电容、到地电阻和功分器，功分器把经通路电容和到地电阻处理后的信号进行不等 功分，得到主信号和从信号，主信号作为本振L02信号输出；所述第二控制电压生成电路包括MCU3微处理器、PD2鉴相器、FlO有源滤波放大器 和标准振荡信号源电路；所述从信号传入PD2鉴相器，所述标准振荡信号源电路输出信号 也传入PD2，并在MCU3的控制下进行比相；PD2输出的控制信号进入FlO进行放大，最后送 入VC02作为控制电压。所述第二控制电压生成电路的标准振荡信号源电路即为所述第一控制电压生成 电路中的Cl晶振电路。本实用新型具有掉电保存频点的功能、可识别信标信号的功能、抗干扰性高、线性 好、灵敏度高、响应速度快以及功耗低、尺寸小、重量轻等优点。
图1是本实用新型的原理框图；图2是实施例中本接收机的信号通路原理示意图；图3是实施例中本接收机的本振LOl电路部分原理示意图；图4是实施例中本接收机的本振L02电路部分原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。如图1，一种小型化卫星信标接收机，包括信标信号输入处理单元、数字化单元和 控制信号输出单元，所述信标信号输入处理单元把高频头接收到的卫星信号处理后，再经 数字化单元进行数字化后得到输出控制信号，该输出控制信号经过放大后得到输出所需的 自动增益控制信号。所述数字化单元包括A/D转换电路、MCUl微处理器、存储单元和D/A转 换电路，所述来自信标信号输入处理单元的信号经A/D转换电路后传入MCUl，MCUl依据输入信号输出数字控制信号，该数字控制信号经D/A转换电路后输出模拟控制信号；所述MCU与存储单元连接。本例中，具体说明如下一、RF电路部分1、信号通路原理电路说明(如图2)自LNB下来的950-1750MHZ的卫星信号进入RF电路，先经过Zl匹配均衡电路，Zl由一个通路电容与一个到地电阻组成，通过调节电容 与电阻的值使950-1750MHZ的信号平坦度达到目标值同时兼顾阻抗匹配；进过均衡匹配的 RF信号进入Al放大器放大15dB左右，Al为MINI公司的ERA-8SM或ERA-5SM ；放大之后的 信号进入Z2进行均衡与匹配(Z2与Zl电路形式相同)，使其信号平坦，并满足驻波要求； 经Z2出来之后再进入A2进行二次放大15dB左右(A2与Al相同)，然后进入Z3进行再一 次均衡与匹配(Z3与Zl电路形式相同)；之后经过处理的950-1750MHZ信号进入MIXl混 频器与来自LOl的本振信号(L01的信号为1781. 08 2581. 08MHZ的任意可变信号)进行 下变频(MIX1为MINI公司的EMRS-25MH混频模块)，输出一中频信号为831. 08MHZ的点频 信号；该信号自MIXl混频器输出后进入Fl第一中频滤波器进行滤波(Fl为NDF8082型 声表滤波器，)，滤除831. 08MHZ之外的杂散信号，经Fl滤波后的一中频信号进入A3进行放 大22dB左右(A3为MINI公司的ERA-8SM放大模块)，经A3放大后的一中频信号再进入F2 进行二次滤波(F2与Fl相同)，滤除831. 08MHZ之外的杂散信号；经过滤波放大再滤波之 后的一中频831. 08MHZ信号进入MIX2(MIX2为HITTITE公司的HMC207S8混频模块)与来 自于L02的二本振852. 48MHZ的信号进行下变频，输出二中频信号为21. 4MHZ的常用中频 信号；MIX2混频器输出的二中频信号进入F3(F3为21. 4MHZ的分离式晶体滤波器)滤 除21. 4MHZ之外的其他信号，经F3滤波后的二中频信号进入A4 (A4与A3相同)，放大25dB 左右，然后进入Z4(Z4与Zl电路形式相同)进行匹配与增益调节，之后再进入A5(A5与A3 相同)进行再一次放大25dB左右，经A5放大后的二中频信号进入F4(F4与F3相同)进行 滤波，滤除21. 4之外的其他信号；经F4输出的二中频信号进入Dl检波器(Dl为ADI公司 的AD8310检波放大模块)进行检波放大，输出与输入二中频信号幅度成正比的直流电压信 号；Dl输出后的直流信号进入MCUl (MCU1为新华龙公司的C8051F330)，进行A/D变换 成数字信号，然后进行数字信号处理之后再进行D/A变换成模拟直流电压信号，之后输出 至A6 (A6为国半的LM2904直流运算放大器)进行直流放大，使其直流电压放大到目标值， 最后该直流电压输出至外接口。二、LOl与L02电路部分1、LOl电路说明(如图3)VCOl的信号(VC01为Z-C0MM公司的V600ME10型压控振荡器)输出至A7 (A7为 MINI公司的ERA-5SM)放大至使其输出功率为15dBm左右，然后进入Z5 (三个电阻组成星型 功分器，通路电容与到地电阻进行匹配与均衡)进行匹配均衡并不等功分之后主信号输出 至MIXl的LO端口，另一路输出至PDl (PDl为ADI公司的ADF4113数字频率合成器)频率 合成器的第6脚；Cl (30. 72MHZ的晶体振荡器)输出的30. 72MHZ的稳定信号经过F8 (LC低通滤波器)滤除30. 72MHZ的谐波信号，然后进入A9(A9与A3相同)进行放大，使其输出功 率大于OdBm，之后再进入F9 (比F8多一级的LC低通滤波器)进行滤波，滤除30. 72MHZ的 谐波信号，滤波后的30. 72MHZ信号功分两路进入DDSl (DDS1为ADI公司的AD9850直接数 字频率合成器)的第9脚，作为DDSl的基准信号，另一路进入PD2的8脚；MCUl接收到用 户发来的频率指令并把它转化成控制DDSl的指令后传给DDSl，使DDSl输出1-20MHZ的任 意参考信号，参考信号进入F6 (LC低通滤波器)进行滤波，滤除7MHZ以上的其他信号，然后 进入A8 (与A3)放大20dB，使其输出信号大于OdBm，之后进入F7 (比F6多一级的LC低通 滤波器)再次滤除7MHZ以上的其他信号，最后参考信号进入PDl频率合成器的第8脚，在 MCU2 (PIC12F508A单片机)的控制下与来自Z5的LOl信号进行比相，PDl输出的控制信号 进入F5 (0P07运放与RC低通滤波器构成的有源滤波放大器)进行有源滤波放大后，输出至 VCOl的VT端，使VCOl输出一稳定的LOl信号。2、L02电路说明(如图4)VC02 (ATF-41586与LC组成的压控振荡器)输出的信号进入AlO (A10与A3相同) 放大至使其输出功率为13dBm左右，然后进入Z6(三个电阻组成星型功分器，通路电容与到 地电阻进行匹配与均衡)进行匹配均衡并不等功分之后主信号输出至MIX2的LO端口，另 一路输出至PD2 (PD2为ADI公司的ADF4113数字频率合成器)频率合成器的第5脚；来自 Cl的30. 72MHZ的参考信号进入PD2的第8脚，在MCU3的控制下进行比相，PD2输出的控制 信号进入FlO (0P07运放与RC低通滤波器构成的有源滤波放大器)进行有源滤波放大后， 输出至VC02的VT端，使VC02输出一稳定的L02信号。
权利要求一种小型化卫星信标接收机，包括信标信号输入处理单元、数字化单元和控制信号输出单元，所述信标信号输入处理单元把高频头接收到的卫星信号处理后，再经数字化单元进行数字化后得到输出控制信号，该输出控制信号经过放大后得到输出所需的自动增益控制信号，其特征是所述数字化单元包括A/D转换电路、MCU1微处理器、存储单元和D/A转换电路，所述来自信标信号输入处理单元的信号经A/D转换电路后传入MCU1，MCU1依据输入信号输出数字控制信号，该数字控制信号经D/A转换电路后输出模拟控制信号；所述MCU与存储单元连接。
2.根据权利要求1所述的小型化卫星信标接收机，其特征是所述信标信号输入处理单 元包括RF电路部分、本振LOl与本振L02电路部分；RF电路部分包括一中频信号生成单元、 二中频信号生成单元和直流电压信号生成单元；所述高频头接收到的卫星信号在一中频信 号生成单元内与本振LOl电路部分的本振信号进行下变频处理后输出一中频信号；该一中 频信号在二中频信号生成单元内与本振L02电路部分的本振信号进行下变频处理后输出 二中频信号；该二中频信号经直流电压信号生成单元处理后得到与所述二中频信号幅度成 正比的直流电压信号。
3.根据权利要求2所述的小型化卫星信标接收机，其特征是所述一中频信号为 831. 08MHZ的点频信号，二中频信号为21. 4MHZ的常用中频信号。
4.根据权利要求2或3所述的小型化卫星信标接收机，其特征是所述一中频信号生成 单元包括依次连接的Zl匹配均衡电路、Al 一级射频放大器、Z2匹配均衡电路、A2 二级射 频放大器、Z3匹配均衡电路和MIXl混频器；所述本振LOl电路部分的本振LOl信号传入该 MIXl混频器。
5.根据权利要求4所述的小型化卫星信标接收机，其特征是所述二中频信号生成单元 包括依次连接的Fl —级一中频滤波器、A3 —中频放大器、F2 二级一中频滤波器和MIX2混 频器；所述本振L02电路部分的本振L02信号传入该MIX2混频器。
6.根据权利要求2或3所述的小型化卫星信标接收机，其特征是直流电压信号生成单 元包括依次连接的F3 —级二中频滤波器、A4 —级二中频放大器、Z4匹配均衡电路、A5 二级 二中频放大器、F3 二级二中频滤波器和Dl检波器。
7.根据权利要求5所述的小型化卫星信标接收机，其特征是所述本振LOl电路部分包 括依次连接的VCOl压控振荡器、A7 —本振放大器和Z5匹配均衡电路，所述VCOl的输入端 还连接有第一控制电压生成电路；所述Z5匹配均衡电路由通路电容、到地电阻和功分器， 功分器把经通路电容和到地电阻处理后的信号进行不等攻分，得到主信号和从信号，主信 号作为本振LOl信号输出；所述第一控制电压生成电路包括MCU2微处理器、PDl鉴相器、F5有源滤波放大器和标 准振荡信号源电路；所述从信号传入PDl鉴相器，并在MCU2的控制下和来自标准振荡信号 源电路的信号进行比相；PDl输出的控制信号进入F5进行放大，最后送入VCOl作为控制电 压；
8.根据权利要求7所述的小型化卫星信标接收机，其特征是第一控制电压生成电路中 的标准振荡信号源电路包括Cl晶振电路和DDSl直接数字频率合成器；Cl晶振电路输出的 振荡信号经滤波放大后传入DDSl直接数字频率合成器中，并在所述MCUl的控制下生成参 考信号，该参考信号经滤波放大后输出；所述MCUl的输入端还连接有外部控制单元。
9.根据权利要求8所述的小型化卫星信标接收机，其特征是所述本振L02电路部分 包括依次连接的VC02压控振荡器、A10 二本振放大器和Z6匹配均衡电路，所述VC02的输 入端还连接有第二控制电压生成电路；所述Z6匹配均衡电路由通路电容、到地电阻和功分 器，功分器把经通路电容和到地电阻处理后的信号进行不等功分，得到主信号和从信号，主 信号作为本振L02信号输出；所述第二控制电压生成电路包括MCU3微处理器、PD2鉴相器、F10有源滤波放大器和 标准振荡信号源电路；所述从信号传入PD2鉴相器，所述标准振荡信号源电路输出信号也 传入PD2，并在MCU3的控制下进行比相；PD2输出的控制信号进入F10进行放大，最后送入 VC02作为控制电压。
10.根据权利要求9所述的小型化卫星信标接收机，其特征是所述第二控制电压生成 电路的标准振荡信号源电路即为所述第一控制电压生成电路中的C1晶振电路。
专利摘要一种小型化卫星信标接收机，包括信标信号输入处理单元、数字化单元和控制信号输出单元，所述信标信号输入处理单元把高频头接收到的卫星信号处理后，再经数字化单元进行数字化后得到输出控制信号，该输出控制信号经过放大后得到输出所需的自动增益控制信号。所述数字化单元包括A/D转换电路、MCU1微处理器、存储单元和D/A转换电路，所述来自信标信号输入处理单元的信号经A/D转换电路后传入MCU1，MCU1依据输入信号输出数字控制信号，该数字控制信号经D/A转换电路后输出模拟控制信号；所述MCU与存储单元连接。这样可以保证掉电保存频点等相关参数。
文档编号H04B7/185GK201601675SQ2009202827
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者秦飞 申请人:秦飞