专利名称：一种卫星解调器中的模拟下变频器及其抗干扰方法
技术领域：
本发明涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种卫星解调器中的模拟下变频器及其抗干扰方法。
背景技术：
VSAT (Very Small Aperture Terminal,甚小口径终端)是指一类具有甚小口径天线的、非常廉价的智能化小型或微型地球站，可以方便地安装在用户处。VSAT卫星通信网一般是由大量VSAT小站与一个主站协同工作，共同构成的一个卫星通信网。在卫星通信中，卫星地面接收系统中的地面天线接收到的卫星下行微波信号经过远距离传输变得非常微弱，需要卫星下变频器对接收到的卫星下行频率信号进行放大并变频，然后送给地面接收系统中的解调器进行信号的解调处理。目前，大多数卫星下变频器都采用将整个工作频带宽带下变到常用的70MHz、140MHz或210MHz等中频，采用一次变频方案，下变频器的抗干扰能力较弱，性能指标低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法。该方法增强了模拟下变频器的抗干扰能力，提高模拟下变频器的性能。本发明还提供一种卫星解调器中的模拟下变频器，该模拟下变频器抗干扰能力强，性能好。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案
一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法，所述方法包括如下步骤
(a)对接收到的不同卫星频率信号进行选通；
(b)将步骤(a)中选通的卫星频率信号进行放大；
(c)将第一本地振荡器产生的载波信号与步骤(b)中放大后的信号进行混频形成第一中频信号，再对第一中频信号进行第一次放大处理；
(d)利用滤波器对步骤(c)中第一次放大处理后的第一中频信号进行滤波处理；
(e)将第二本地振荡器产生的载波信号与步骤(d)中进行滤波处理后的信号进行第二次混频形成第二中频信号，再对第二中频信号进行第二次放大处理；
(f)通过中频开关对步骤(e)中第二次放大处理后的信号进行通带宽/窄带宽选择；
(g)对步骤(f)中通过通带宽/窄带宽选择后的信号进行可变增益放大调节；
(h)将步骤(g)中处理后的信号通过输出接口输出。其中，所述步骤(C)中采用分数锁相环式频率合成方式对信号进行混频。所述步骤(e)中采用直接数字频率合成与锁相环式频率合成相结合的方式对信号进行混频。优选的，所述滤波器为声表面滤波器。声表面滤波器的群延迟时间偏差和频率选择优良、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰性能好(EMI)、可靠性高、制作的器件体积小、重量轻，而且能够实现多种复杂的功能。对所述步骤(h)中输出的信号还要进行检波处理，检波处理后，返回步骤(g)。本发明还提供一种卫星解调器中的模拟下变频器，包括用于接收不同的卫星频率信号的输入接口、输出接口，控制接口和电源接口，所述模拟下变频器内部包括
选通模块，用于对所述输入接口接受到的不同的卫星频率信号进行选通； 信号放大模块，用于对所述选通模块选通的卫星信号进行放大； 第一混频器和第一本地振荡器，用于对所述信号放大模块放大后的信号与第一本地振荡器产生的载波信号进行第一次混频；
第一放大器，用于对第一次混频后的信号进行放大； 滤波器，用于对所述第一放大器放大后的信号进行滤波处理； 第二混频器和第二本地振荡器，用于对所述滤波器滤波处理后的信号与第二本地振荡器产生的载波信号进行第二次混频；
第二放大器，用于对第二次混频后的信号进行放大； 中频开关，用于对第二放大器放大后的信号进行通带宽/窄带宽选择； 和可变增益放大模块，用于对通过通带宽/窄带宽选择后的信号进行可变增益调节， 可变增益放大模块处理后的信号通过所述输出接口输出；
其中，所述输入接口、选通模块、信号放大模块、第一混频器、第一放大器、滤波器、第二混频器、第二放大器、中频开关、可变增益放大电路和输出接口依次连接，所述第一混频器连接第一本地振荡器，第二混频器连接第二本地振荡器。优选的，所述模拟下变频器内还包括检波电路，所述检波电路连接于所述输出接口和所述可变增益放大模块之间，用于对输出接口输出的信号进行检波处理，处理后的信号反馈给所述可变增益放大模块。优选的，所述滤波器为声表面滤波器。声表面滤波器的传输损耗小、抗电磁干扰性能好(EMI)、可靠性高、制作的器件体积小、重量轻，而且能够实现多种复杂的功能。所述模拟下变频器还连接解调器，所述解调器包括A/D模块，用于对所述模拟变频器输出接口输出的信号进行A/D采样量化，将信号变为数字信号；
FPGA模块，用于对所述A/D模块采样量化后的数字信号进行混频、抽取、滤波得到两路正交基带数据，再对两路正交基带数据进行码元同步、载波同步、信号自动跟踪和信号类型识别处理；
和DSP模块，用于对所述FPGA模块处理后的信号进行译码输出。与现有技术相比，本发明的有益效果
本发明的模拟下变频器所覆盖频率包含了卫星通信中常用的70ΜΗΖ、140ΜΗζ、210ΜΗζ 等中频，采用二次变频方案，其过程就是先将卫星信号变频到第一中频，经过中放后再将该第一中频通过第二次变频变换到第二中频，经过中放后再解调得到原始信号，本发明中第一中频信号频率为610MHz，增加变频级数和使用较高的第一中频频率都有利于提高镜频抑制，增强抗干扰能力；本发明与多通道VSAT卫星解调器配合使用，用于VSAT类卫星中小载波信号的规模控守，对弱信号有很强的锁定能力，当信噪比较低时，仍能快速锁定。对于卫星线路中使用的已知各类交错信号，可以实现软件解交错以提供给后续译码，对于未知信号，具有软件可扩展性。
图1为本发明模拟下变频器抗干扰方法实现流程图； 图2为本发明模拟下变频器结构示意图； 图3为本发明模拟下变频器内部电路连接关系示意图。
具体实施例方式下面结合试验例及具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。如图1所示，本发明的一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法，所述方法包括如下步骤
步骤一、对前端接收机接收到的不同卫星频率信号进行选通。步骤二、将步骤一中选通的卫星频率信号进行放大。卫星下行微波信号经过远距离传输变得非常微弱，需要对下行频率信号进行放大。步骤三、将第一本地振荡器产生的载波信号与步骤二中放大后的信号进行混频形成第一中频信号，再对第一中频信号进行第一次放大处理。第一中频信号优选为610MHz， 这样既可以保证40 300MHz频段的性能，又因为此频段的声表面滤波器是标准规格，较好购买，节约了成本。第一本地振荡器采用分数锁相环式频率合成方式(PLL-phase Locked Loop)，本地振荡器的振荡频率和幅度精度高，稳定性好。步骤四、利用声表面滤波器对步骤三中第一次放大处理后的第一中频信号进行滤波处理。声表面滤波器的设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择优良(可选频率范围在10MHz-3GHz)、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰性能好 (EMI)、可靠性高、制作的器件体积小、重量轻，而且能够实现多种复杂的功能。适应现代通信系统设备以及移动通信轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠性等方面的要求。步骤五、将第二本地振荡器产生的载波信号与步骤四中进行滤波处理后的信号进行第二次混频形成第二中频信号，再对第二中频信号进行放大处理；第二本地振荡器采用直接数字频率合成方式(DDS — Digital Direct Frequency Synthesis)与PLL频率合成方式相结合的频率合成方式，保证IHz的频率分辨率，可精准地对准锁定卫星信号。步骤六、通过中频开关对步骤五中第二次放大处理后的第二中频信号进行通带宽 /窄带宽选择，接收窄带信号时，选用较窄信道带宽，避免带外信号干扰，增强模拟下变频器抗干扰能力。步骤七、对步骤六中通过通带宽/窄带宽选择后的信号进行可变增益放大调节， 使第二中频信号输出保持恒定，减少外来信号的干扰。步骤八、将步骤七中处理后的第二中频信号输出。本发明方法对所述步骤八中输出的信号还要进行检波处理，提取调制信号后，返回步骤七。本发明方法采用二次变频技术方案，其过程就是先将卫星信号变频到第一中频， 经过中放后再将该第一中频通过第二次变频变换到第二中频，经过中放后再解调得到原始信号。本发明中第一中频信号频率为610MHz，增加变频级数和使用较高的第一中频频率都有利于提高镜频抑制，增强模拟下变频器抗干扰能力，提高性能。如图2、图3所示，本发明还提供一种卫星解调器中的模拟下变频器，包括用于接收不同的卫星频率信号的输入接口(RF IN)、输出接口(I F OUT)，控制接口(COM) 和电源接口(DCI N )，控制接口(COM)与本机通信有两种工作模式，一是单机工作模式这种方式下用PC机串口直接对本机操作；另外一种模式为多机工作模式该方式用一台机对多台本机进行操作和控制。所述模拟下变频器内部包括选通模块，用于对所述输入接口接受到的不同的卫星频率信号进行选通；信号放大模块，用于对所述选通模块选通的卫星信号进行放大；第一混频器和第一本地振荡器，用于对所述信号放大模块放大后的信号与第一本地振荡器产生的载波信号进行第一次混频；第一放大器，用于对第一次混频后的信号进行放大；滤波器，用于对所述第一放大器放大后的信号进行滤波处理，优选的， 所述滤波器采用声表面滤波器，声表面滤波器的设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择优良(可选频率范围在10MHz-3GHz)、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、 抗电磁干扰性能好(EMI)、可靠性高、制作的器件体积小、重量轻，而且能够实现多种复杂的功能，适应现代通信系统设备以及移动通信轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠性等方面的要求；第二混频器和第二本地振荡器，用于对所述滤波器滤波处理后的信号与第二本地振荡器产生的载波信号进行第二次混频；第二放大器，用于对第二次混频后的信号进行放大；中频开关，用于对第二放大器放大后的信号进行通带宽/窄带宽选择，接收窄带信号时，选用较窄信道带宽，避免带外信号干扰，增强模拟下变频器抗干扰能力；和可变增益放大模块，用于对通过通带宽/窄带宽选择后的信号进行可变增益放大调节，使信号输出保持恒定，减少外来信号的干扰。，可变增益放大模块处理后的信号通过所述输出接口输出。进一步的，所述模拟下变频器内还包括检波电路，所述检波电路连接于所述输出接口和所述可变增益放大模块之间，用于对输出接口输出的信号进行检波处理，处理后的信号反馈给所述可变增益放大模块。所述模拟下变频器还连接解调器，所述解调器包括A/D模块，用于对所述模拟变频器输出接口输出的信号进行A/D采样量化，将信号变为数字信号；FPGA模块，用于对所述 A/D模块采样量化后的数字信号进行混频、抽取、滤波得到两路正交基带数据，再对两路正交基带数据进行码元同步、载波同步、信号自动跟踪和信号类型识别处理；和DSP模块，用于对所述FPGA模块处理后的信号进行译码输出。本发明模拟下变频器与多通道VSAT卫星解调器配合使用，用于VSAT类卫星中小载波信号的规模控守，对弱信号有很强的锁定能力，当信噪比较低时，仍能快速锁定。对于卫星线路中使用的已知各类交错信号，可以实现软件解交错以提供给后续译码，对于未知信号，具有软件可扩展性。本发明的模拟下变频器所覆盖频率包含了卫星通信中常用的70MHz、140MHz、 210MHz等中频，采用二次变频方案，其过程就是先将卫星信号变频到第一中频，经过中放后再将该第一中频通过第二次变频变换到第二中频，经过中放后再解调得到原始信号，本发明中第一中频信号频率为610MHz，增加变频级数和使用较高的第一中频频率都有利于提高镜频抑制，增强抗干扰能力；本发明还可与多通道VSAT卫星解调器配合使用，用于VSAT类卫星中小载波信号的规模控守，对弱信号有很强的锁定能力，当信噪比较低时，仍能快速锁定。对于卫星线路中使用的已知各类交错信号，可以实现软件解交错以提供给后续译码，对于未知信号，具有软件可扩展性。 上面结合附图对本发明的实施例做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以作出各种变化，这些变化均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法，其特征在于所述方法包括如下步骤(a)对接收到的不同卫星频率信号进行选通；(b)将步骤(a)中选通的卫星频率信号进行放大；(c)将第一本地振荡器产生的载波信号与步骤(b)中放大后的信号进行混频形成第一中频信号，再对第一中频信号进行第一次放大处理；(d)利用滤波器对步骤(c)中第一次放大处理后的第一中频信号进行滤波处理；(e)将第二本地振荡器产生的载波信号与步骤(d)中进行滤波处理后的信号进行第二次混频形成第二中频信号，再对第二中频信号进行第二次放大处理；(f)通过中频开关对步骤(e)中第二次放大处理后的信号进行通带宽/窄带宽选择；(g)对步骤(f)中通过通带宽/窄带宽选择后的信号进行可变增益放大调节；(h)将步骤(g)中处理后的信号通过输出接口输出。
2.根据权利要求1所述的一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法，其特征在于所述步骤(c)中采用分数锁相环式频率合成方式对信号进行混频。
3.根据权利要求1所述的一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法，其特征在于所述步骤(e)中采用直接数字频率合成与锁相环式频率合成相结合的方式对信号进行混频。
4.根据权利要求1所述的一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法，其特征在于所述滤波器为声表面滤波器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种卫星解调器中的模拟下变频器抗干扰方法， 其特征在于对所述步骤(h)中输出的信号进行检波处理，检波处理后，返回步骤(g)。
6.一种卫星解调器中的模拟下变频器，包括用于接收不同的卫星频率信号的输入接口、输出接口，控制接口和电源接口，其特征在于所述模拟下变频器内部包括选通模块，用于对所述输入接口接受到的不同的卫星频率信号进行选通； 信号放大模块，用于对所述选通模块选通的卫星信号进行放大； 第一混频器和第一本地振荡器，用于对所述信号放大模块放大后的信号与第一本地振荡器产生的载波信号进行第一次混频；第一放大器，用于对第一次混频后的信号进行放大； 滤波器，用于对所述第一放大器放大后的信号进行滤波处理； 第二混频器和第二本地振荡器，用于对所述滤波器滤波处理后的信号与第二本地振荡器产生的载波信号进行第二次混频；第二放大器，用于对第二次混频后的信号进行放大； 中频开关，用于对第二放大器放大后的信号进行通带宽/窄带宽选择； 和可变增益放大模块，用于对通过通带宽/窄带宽选择后的信号进行可变增益调节， 可变增益放大模块处理后的信号通过所述输出接口输出；其中，所述输入接口、选通模块、信号放大模块、第一混频器、第一放大器、滤波器、第二混频器、第二放大器、中频开关、可变增益放大电路和输出接口依次连接，所述第一混频器连接第一本地振荡器，第二混频器连接第二本地振荡器。
7.根据权利要求6所述的一种卫星解调器中的模拟下变频器，其特征在于所述模拟下变频器内还包括检波电路，所述检波电路连接于所述输出接口和所述可变增益放大模块之间，用于对输出接口输出的信号进行检波处理，处理后的信号反馈给所述可变增益放大模块。
8.根据权利要求6所述的一种卫星解调器中的模拟下变频器，其特征在于所述滤波器为声表面滤波器。
9.根据权利要求6所述的一种卫星解调器中的模拟下变频器，其特征在于所述模拟下变频器连接解调器，所述解调器包括A/D模块，用于对所述模拟变频器输出接口输出的信号进行A/D采样量化，将信号变为数字信号；FPGA模块，用于对所述A/D模块采样量化后的数字信号进行混频、抽取、滤波得到两路正交基带数据，再对两路正交基带数据进行码元同步、载波同步、信号自动跟踪和信号类型识别处理；和DSP模块，用于对所述FPGA模块处理后的信号进行译码输出。
全文摘要
本发明公开了一种卫星解调器中的模拟下变频器及其抗干扰方法。本发明模拟下变频器包括依次连接的输入接口、选通模块、信号放大模块、第一混频器、第一放大器、滤波器、第二混频器、第二放大器、中频开关、可变增益放大电路和输出接口；所述第一混频器连接第一本地振荡器，第二混频器连接第二本地振荡器。本发明模拟下变频器及其抗干扰方法使得模拟下变频器抗干扰能力增强，性能大大提高。
文档编号H03D7/16GK102412887SQ20121000510
公开日2012年4月11日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者吴伟林, 宋慧, 张代红, 李凯, 杨宇航 申请人:成都林海电子有限责任公司