卫星高频头电路结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种卫星高频头电路结构，包括用于接收卫星讯号的天线、连接于所述天线的射频放大器、薄膜腔声波射频滤波器、混频器、本机振荡器及中频放大器，所述薄膜腔声波射频滤波器连接于所述射频放大器与混频器，所述本机振荡器连接于所述混频器，所述中频放大器连接于所述混频器。本实用新型卫星高频头电路结构稳定性高，能耗小，大幅度缩减了产品的整体尺寸，降低了人工作业成本。
【专利说明】卫星高频头电路结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及卫星通信【技术领域】，尤其是涉及一种卫星高频头电路结构。
【背景技术】
[0002] LNB又叫高频头（Low Noise Block)，即低噪声下变频器，其功能是将由馈源传送 的卫星信号经过放大和下变频，把Ka、Ku、S或C波段信号变成中频波段250?2250MHz，经 同轴电缆传送给卫星接收机。LNB由LNB与LNC组成，LNC则由混频器、本机振荡器构成。因 卫星讯号在抵达天线前已相当微弱及同轴电缆传输的频率越高讯号损耗越大，所以才需要 LNB来降频再放大，同时还不能过多地恶化信噪比。LNB的工作流程就是先将卫星高频讯号 放大，再利用混频电路将高频讯号转换至250MHz-2150MHz (依LNB种类决定中频范围）并 再一次中频放大，以利于同轴电缆的传输及后端的解调。
[0003] 现有的卫星高频头（LNB)电路主要分为高频RF部分和中频IF部分，其中高频RF 部分基本架构包含射频放大器，射频滤波器，混频器及本机振荡器。
[0004] 目前市场领域主流有两种本地振荡源：一是应用介质谐振器（DR)做振荡电路，； 利用介质谐振器做振荡电路因为介质谐振器其产品特性尺寸大（C波段、ku波段）和温漂 特性，需要做耦合；并且需要通过螺钉来调节频率，耗费大量人工；二是单晶片利用PLL做 振荡电路。单晶片方案利用晶体谐振器做振荡电路，因其产品耗电流，相位噪声以及高阶机 种整合等原因，低价的LNB市场不能满足需求。FBAR谐振器和FBAR振荡器具有尺寸小，高 稳定性，不用人工调试，成本低，整合性高等优点。
[0005]目前，射频RF的镜像滤波器主要通过PCB板实现，但有如下缺点：Q值低；尺寸大； PCB板厂商制成能力直接影响良率；FBAR具有一致性高，尺寸小，不受PCB板材影响等优点。
[0006] 而中频IF滤波器或频率合路器部分频率输出为46-2150MHZ区间，目前市场分别 采用如下3种方案实现，其一利用低温共烧陶瓷（LTCC)器件实现，但成本高，尺寸大，Q值 不高；其二利用声表面波（SAW)器件实现，但成本高，反射损失大，频率高于2GHz有良率的 问题；其三利用电容电感与传输线在线路板上组合成滤波器来实现，但具有一致性不高，需 要人工调试，面积大等不足。FBAR中频滤波器则没有上述之缺点。 实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种卫星高频头电路结构，其稳定性高，能耗小，可大 幅度缩减产品的整体尺寸及降低人工作业成本。
[0008] 为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0009] -种卫星高频头电路结构，包括用于接收卫星讯号的天线、连接于所述天线的射 频放大器、薄膜腔声波射频滤波器、混频器、本机振荡器及中频放大器，所述薄膜腔声波射 频滤波器连接于所述射频放大器与混频器，所述本机振荡器连接于所述混频器，所述中频 放大器连接于所述混频器。
[0010] 进一步，在上述的卫星高频头电路结构中，所述薄膜腔声波射频滤波器为薄膜腔 声波滤波器应用于卫星高频头电路中作为射频滤波器或镜像滤波器。
[0011] 进一步，在上述的卫星高频头电路结构中，所述本机振荡器为薄膜腔声波振荡器 或薄膜腔声波谐振器组合而成。
[0012] 进一步，在上述的卫星高频头电路结构中，所述中频放大器包括中频前端放大器 及中频后端放大器，所述卫星高频头电路结构还包括薄膜腔声波中频滤波器，所述中频前 端放大器连接于所述混频器及薄膜腔声波中频滤波器，所述中频后端放大器连接于所述薄 膜腔声波中频滤波器。
[0013] 进一步，在上述的卫星高频头电路结构中，所述卫星高频头电路结构还包括中频 前端放大器、中频后端放大器及移频锁相环1C，所述中频前端放大器连接于所述混频器及 移频锁相环1C，所述薄膜腔声波中频滤波器连接于移频锁相环1C，所述中频后端放大器连 接于所述移频锁相环1C。
[0014] 进一步，在上述的卫星高频头电路结构中，所述卫星高频头电路结构还包括PCB 射频滤波器、中频前端放大器、薄膜腔声波中频滤波器及中频后端放大器，所述薄膜腔声波 射频滤波器连接于所述PCB滤波器与混频器，所述中频前端放大器连接于所述混频器及薄 膜腔声波中频滤波器，所述薄膜腔声波中频滤波器连接于中频后端放大器，所述中频后端 放大器连接于所述薄膜腔声波中频滤波器。
[0015] 进一步，在上述的卫星高频头电路结构中，所述薄膜腔声波中频滤波器为薄膜腔 声波滤波器应用于卫星高频头电路中作为中频滤波器。
[0016] 本实用新型卫星高频头电路结构稳定性高，能耗小，大幅度缩减了产品的整体尺 寸，降低了人工作业成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本实用新型卫星高频头电路结构第一实施例的示意图；
[0018] 图2为本实用新型卫星高频头电路结构第二实施例的示意图；
[0019] 图3为本实用新型卫星高频头电路结构第三实施例的示意图；
[0020] 图4为本实用新型卫星高频头电路结构第四实施例的示意图；
[0021] 图5为本实用新型卫星高频头电路结构第五实施例的示意图；
[0022] 图6为本实用新型卫星高频头电路结构第六实施例的示意图；
[0023] 图7为本实用新型卫星高频头电路结构第七实施例的示意图；
【具体实施方式】
[0024] 为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描 述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来 实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的 公开内容的理解更加透彻全面。
[0025] 请参阅图1，图1为单端卫星高频头电路结构，其包括用于接收卫星讯号的天线 11、连接于所述天线11的射频放大器12、薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器13、混频器14、本 机振荡器15及中频放大器16,所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器13连接于所述射频放大 器12与混频器14,所述本机振荡器15连接于所述混频器14,所述中频放大器16连接于所 述混频器14。
[0026] 其中，所述薄膜腔声波射频滤波器13为薄膜腔声波谐振器（FBAR)应用于卫星高 频头电路中作为射频滤波器（或镜像滤波器），所述本机振荡器15为薄膜腔声波（FBAR)振 荡器或薄膜腔声波（FBAR)谐振器组合而成（本振）。
[0027] 本实施例中卫星高频头电路结构工作原理如下：
[0028] 卫星讯号经天线11接收后经由射频放大器12放大讯号，再经由薄膜腔声波 (FBAR)射频滤波器13滤除不需要的射频讯号后，经由混频器14与本机振荡器15所组成的 降频电路降为中频讯号，最后经由中频放大器16放大讯号。
[0029] 请参阅图2,图2为另一卫星高频头电路（LNB)结构，其包括用于接收卫星讯号的 天线21、连接于所述天线21的射频放大器22、薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器23、混频器 24、本机振荡器25、中频前端放大器26、薄膜腔声波中频滤波器27及中频后端放大器28,所 述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器23连接于所述射频放大器22与混频器24,所述本机振荡 器25连接于所述混频器24,所述中频前端放大器26连接于所述混频器24及薄膜腔声波中 频滤波器27,所述中频后端放大器28连接于所述薄膜腔声波中频滤波器27。
[0030] 其中，所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器23为薄膜腔声波（FBAR)滤波器应用 于卫星高频头电路中作为射频滤波器（或镜像滤波器），所述本机振荡器25为薄膜腔声波 (FBAR)振荡器或薄膜腔声波（FBAR)谐振器组合而成的振荡器应用于卫星高频头电路中作 为本机振荡器；所述薄膜腔声波中频滤波器27为薄膜腔声波谐振器（FBAR)应用于卫星高 频头电路中作为中频滤波器。
[0031] 本实施例中卫星高频头电路结构工作原理如下：
[0032] 卫星讯号经天线21接收后经由射频放大器22放大讯号，再经由薄膜腔声波 (FBAR)射频滤波器23滤除不需要的射频讯号后，经由混频器24与本机振荡器25所组成的 降频电路降为中频讯号，经由中频前端放大器26放大，经由薄膜腔声波中频滤波器27滤除 不需要的中频讯号，再经由中频后端放大器28放大讯号。
[0033] 请参阅图3,图3为另一卫星高频头（LNB)电路结构，其包括用于接收卫星讯号的 天线31、连接于所述天线31的射频放大器32、薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器33、混频器 34、本机振荡器35、中频前端放大器36、移频锁相环IC37,薄膜腔声波中频滤波器38及中频 后端放大器39,所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器33连接于所述射频放大器32与混频 器34,所述本机振荡器35连接于所述混频器34,所述中频前端放大器36连接于所述混频 器34及移频锁相环IC37,所述薄膜腔声波中频滤波器38连接于移频锁相环IC37,所述中 频后端放大器39连接于所述移频锁相环IC37。
[0034] 其中，所述薄膜腔声波射频滤波器33为薄膜腔声波（FBAR)滤波器用于卫星高频 头电路中作为射频滤波器（或镜像滤波器），所述本机振荡器35为薄膜腔声波（FBAR)振荡 器或薄膜腔声波（FBAR)谐振器组合而成的振荡器应用于卫星高频头电路中作为本机振荡 器；所述薄膜腔声波（FBAR)中频滤波器38为薄膜腔声波（FBAR)滤波器应用于卫星高频头 电路中作为中频滤波器。
[0035] 本实施例中卫星高频头电路结构工作原理如下：
[0036] 卫星讯号经天线31接收后经由射频放大器32放大讯号，再经由薄膜腔声波 (FBAR)射频滤波器33滤除不需要的射频讯号后，经由混频器34与本机振荡器35所组成的 降频电路降为中频讯号，经由中频前端放大器36放大，再经由移频锁相环37升频或降频讯 号至所需频率，经由选频选出特定频段讯号放大，再经由薄膜腔声波中频滤波器38滤除不 需要的中频讯号，最后经由中频后端放大器39放大（实际使用为多频段，需在移频锁相环 IC37后经由合路器将各频段讯号和为一路讯号，再经由中频后端放大器39放大）。
[0037] 请参阅图4,图4为另一卫星高频头（LNB)电路结构，其包括用于接收卫星讯号的 天线41、连接于所述天线41的射频放大器42、PCB射频滤波器43、薄膜腔声波（FBAR)射频 滤波器44、混频器46、本机振荡器45、中频前端放大器47、薄膜腔声波中频滤波器48及中 频后端放大器49,所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器44连接于所述PCB滤波器43与混频 器46,所述本机振荡器45连接于所述混频器46,所述中频前端放大器47连接于所述混频 器46及薄膜腔声波（FBAR)中频滤波器48,所述薄膜腔声波中频滤波器48连接于中频后端 放大器47,所述中频后端放大器49连接于所述薄膜腔声波（FBAR)中频滤波器48。
[0038] 本实施例中卫星高频头电路结构工作原理如下：
[0039] 卫星讯号经天线41接收后经由射频放大器42放大讯号，再经由PCB板滤波器43 和薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器44滤除不需要的射频讯号后，经由混频器46与本机振 荡器45所组成的降频电路降为中频讯号，经由中频前端放大器47放大，经由薄膜腔声波 (FBAR)中频滤波器48滤除不需要的中频讯号，再经由中频后端放大器49放大讯号。
[0040] 请参阅图5,图5为另一卫星高频头电路结构，其包括用于接收卫星讯号的天线 51、连接于所述天线51的射频放大器52、薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器53、自振混频器 (S0M) 54及中频放大器55,所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器53连接于所述射频放大器 52与自振混频器（S0M) 54,所述中频放大器55连接于所述自振混频器（S0M) 54。
[0041] 其中，所述薄膜腔声波射频滤波器53为薄膜腔声波（FBAR)滤波器应用于卫星 高频头电路中作为射频滤波器（或镜像滤波器），所述自振混频器（som) 54为薄膜腔声波 (FBAR)振荡器或薄膜腔声波（FBAR)谐振器和混频器组合而成。
[0042] 本实施例中卫星高频头电路结构工作原理如下：
[0043] 卫星讯号经天线51接收后经由射频放大器52放大讯号，再经由薄膜腔声波 (FBAR)射频滤波器53滤除不需要的射频讯号后，经由混频器14与本机振荡器15所组成的 降频电路降为中频讯号，最后经由中频放大器55放大讯号。
[0044] 请参阅图6,图6为另一卫星高频头电路结构，其包括用于接收卫星讯号的天线 611，612,连接于所述天线的射频放大器621，622、薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器63、自 振混频器（S0M)64及中频放大器65,所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器63连接于所述 射频放大器621、622与自振混频器（S0M) 64,所述中频放大器65连接于所述自振混频器 (S0M)64。
[0045] 其中，所述薄膜腔声波射频滤波器63为薄膜腔声波（FBAR)滤波器应用于卫星 高频头电路中作为射频滤波器（或镜像滤波器），所述自振混频器（S0M)64为薄膜腔声波 (FBAR)振荡器或薄膜腔声波（FBAR)谐振器和混频器组合而成。
[0046] 本实施例中卫星高频头电路结构工作原理如下：
[0047] 卫星讯号分别经天线611、612接收后分别经由射频放大器621和622放大讯 号，再经由薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器63滤除不需要的射频讯号后，经由自振混频器 (S0M) 64降为中频讯号，最后经由中频放大器65放大讯号。
[0048] 请参阅图7,图7为另一卫星高频头电路结构，其包括用于接收卫星讯号的天线 711，712,连接于所述天线的射频放大器721，722、薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器731、732、 射频放大器741、742、PCB板滤波器75、薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器76、自振混频器 (S0M) 77及中频放大器78,所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器731连接于所述射频放大器 721和射频放大器741，所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器732连接于所述射频放大器722 和射频放大器742,所述薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器76连接于所述PCB板滤波器75和 自振混频器（S0M) 77,所述中频放大器65连接于所述自振混频器（S0M) 64。
[0049] 其中，所述薄膜腔声波射频滤波器731、732、76为薄膜腔声波（FBAR)滤波器应用 于卫星高频头电路中作为射频滤波器（或镜像滤波器），所述自振混频器（S0M)64为薄膜腔 声波（FBAR)振荡器或薄膜腔声波（FBAR)谐振器和混频器组合而成。
[0050] 本实施例中卫星高频头电路结构工作原理如下：
[0051] 卫星讯号分别经天线711、712接收后分别经由射频放大器721和722放大讯号， 再分别经由薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器731、732滤除不需要的射频讯号后，再分别经由 射频放大器放大讯号再经由薄膜腔声波（FBAR)射频滤波器75和PCB板滤波器76滤除不 需要的射频信号后，经由自振混频器（S0M) 77降为中频讯号，最后经由中频放大器78放大 讯号。
[0052] 需要说明的是，上述的薄膜腔声波射频滤波器、薄膜腔中频滤波器、薄膜腔声波谐 振器、薄膜腔声波振荡器都基于FBAR技术，基于FBAR技术的滤波器、谐振器、振荡器分别称 为FBAR滤波器、FBAR谐振器、FBAR振荡器。FBAR在国内翻译的名称为薄膜腔声波，薄膜体 声波，薄膜腔声波谐振器等。
[0053] 相比于现有技术，本实用新型将薄膜腔声波（FBAR)谐振器、振荡器、滤波器、双工 器等系列器件应用于卫星高频头电路结构中，FBAR比传统谐振器、滤波器、合路器，可大幅 度缩减产品的整体尺寸，降低人工作业成本，且稳定性高，能耗小。
[0054] FBAR在LNB上应用可分为高频RF部分和中频IF部分：
[0055] 一、针对高频RF部分
[0056] 1、FBAR谐振器和振荡器有以下优势：
[0057] A、采用FBAR谐振器相较于目前市场现有的介质谐振器做振荡电路，FBAR谐振器 具有更小尺寸（2. 0mm* 1. 25mm 或 1. 6*0. 8mm 或 1. 0mm*0. 5mm) S-Band C-Band Ku-Band 尺寸 可以统一为同一尺寸，目前介质谐振器C-band尺寸为11.3*11.3 ;Ku4. 8*4. 8)为现有尺寸 的 1/10 ?1/20 ;
[0058] B、FBAR谐振器因为频率精度高，不需要人工通过调节螺钉来调节频率，因而大幅 降低制造成本；
[0059] C、相对于利用PLL振荡电路的LNB，FBAR产品更具有尺寸小，稳定性高，功耗小而 适用于低价LNB。
[0060] 2、FBAR滤波器相对于现有PCB滤波器具有一致性高、尺寸小等特点。
[0061] 二、针对中频IF部分，FBAR滤波器和双工器有以下优势：
[0062] 相较于目前采用的声表面波器件，FBAR滤波器具有高抑制，低插损，温度特性好等 特点，可以大幅提高整机特性；相较于目前采用的介质器件，FBAR滤波器具有尺寸小，抑制 好的特点，更有利于制成。
[0063] 本实用新型卫星高频头电路结构稳定性高，能耗小，大幅度缩减了产品的整体尺 寸，降低了人工作业成本。
[〇〇64] 这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上 述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人 员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱 离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例， 以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这 里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【权利要求】
1. 一种卫星高频头电路结构，其特征在于，包括用于接收卫星讯号的天线、连接于所述 天线的射频放大器、薄膜腔声波射频滤波器、混频器、本机振荡器及中频放大器，所述薄膜 腔声波射频滤波器连接于所述射频放大器与混频器，所述本机振荡器连接于所述混频器， 所述中频放大器连接于所述混频器。
2. 根据权利要求1所述的卫星高频头电路结构，其特征在于，所述射频滤波器为薄膜 腔声波滤波器应用于卫星高频头电路中作为射频滤波器或镜像滤波器。
3. 根据权利要求2所述的卫星高频头电路结构，其特征在于，所述本机振荡器为薄膜 腔声波振荡器或薄膜腔声波谐振器组合而成。
4. 根据权利要求3所述的卫星高频头电路结构，其特征在于，所述中频放大器包括中 频前端放大器及中频后端放大器，所述卫星高频头电路结构还包括薄膜腔声波中频滤波 器，所述中频前端放大器连接于所述混频器及薄膜腔声波中频滤波器，所述中频后端放大 器连接于所述薄膜腔声波中频滤波器。
5. 根据权利要求3所述的卫星高频头电路结构，其特征在于，所述卫星高频头电路结 构还包括中频前端放大器、中频后端放大器及移频锁相环1C，所述中频前端放大器连接于 所述混频器及移频锁相环1C，所述薄膜腔声波中频滤波器连接于移频锁相环1C，所述中频 后端放大器连接于所述移频锁相环1C。
6. 根据权利要求3所述的卫星高频头电路结构，其特征在于，所述卫星高频头电路结 构还包括PCB射频滤波器、中频前端放大器、薄膜腔声波中频滤波器及中频后端放大器，所 述薄膜腔声波射频滤波器连接于所述PCB滤波器与混频器，所述中频前端放大器连接于所 述混频器及薄膜腔声波中频滤波器，所述薄膜腔声波中频滤波器连接于中频后端放大器， 所述中频后端放大器连接于所述薄膜腔声波中频滤波器。
7. 根据权利要求4或5或6所述的卫星高频头电路结构，其特征在于，所述薄膜腔声波 中频滤波器为薄膜腔声波滤波器应用于卫星高频头电路中作为中频滤波器。
【文档编号】H04N7/20GK203896455SQ201420287881
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】黄建平 申请人:深圳盈添电子有限公司