一种应用于ka频段卫星通信的低噪声接收装置及系统的制作方法

本实用新型涉及卫星通信
技术领域：
，尤其涉及一种应用于ka频段卫星通信的低噪声接收装置及系统。
背景技术：
：应用于ka频段的低噪声下变频器被广泛安装于卫星通信地球站，该设备表现出的性能将直接影响地球站的g/t值，也因此，该设备如能表现出更优良的性能也将成为卫星通信链路质量的重要保障。这类低噪声下变频器一般与天线一同安装于室外，同时也是室外单元的组成部分。由于卫星通信地面站需要接受来自天空的信号，其噪声温度普遍低于地球表面的等效噪声温度，经理论分析显示，如果天线的等效噪声温度为100k(常规等效噪声温度)时，当接收器前端的噪声系数每提高1db，接收信息的信噪比将会提高2db，因此低噪声下变频器的噪声系数尤为重要；且传统接收机前端一般使用内匹配管，其缺点主要体现在噪声比较大，输入驻波一般会大于2，基于此匹配的射频板还需进一步考虑调试输入驻波，实用成本较高。技术实现要素：为至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本实用新型的目的在于提供一种应用于ka频段卫星通信的低噪声接收装置及系统。根据本实用新型实施例的第一方面，一种应用于ka频段卫星通信的低噪声接收装置，包括：一级匹配电路；二级匹配电路，通过第一晶体管单元与所述一级匹配电路连接；三级匹配电路，通过高频级间匹配电容与所述二级匹配电路连接；末级匹配电路，通过第二晶体管单元与所述三级匹配电路连接；lna供电电压电路，通过第一连接单元与所述一级匹配电路连接，通过第二连接单元与所述二级匹配电路连接，通过第三连接单元与所述三级匹配电路连接，通过第四连接单元与所述末级匹配电路连接。进一步，所述第一晶体管单元和所述第二晶体管单元均由非内匹配晶体管组成。进一步，所述第一连接单元、所述第二连接单元、所述第三连接单元和所述第四连接单元均由1根1/4波长微带线和1根扇形线组成。根据本实用新型实施例的第二方面，一种应用于ka频段卫星通信的低噪声接收系统，包括：低噪声接收装置，所述低噪声接收装置为前文所述的一种应用于ka频段卫星通信的低噪声接收装置；壳体，所述低噪声接收装置设置于所述壳体内；连接部，用于固定所述壳体。进一步，所述壳体中包括：第一屏蔽腔，用于容纳所述一级匹配电路、所述二级匹配电路和所述第一晶体管单元；第二屏蔽腔，用于容纳所述三级匹配电路、所述末级匹配电路和所述第二晶体管单元；第三屏蔽腔，用于分别容纳所述第一连接单元、所述第二连接单元、所述第三连接单元和所述第四容纳单元；第四屏蔽腔，用于容纳所述lna供电电压电路。进一步，所述连接部包括以下至少之一或其组合：磁吸连接部、卡扣连接部、滑轨连接部、魔术贴连接部或螺纹连接部。本实用新型的有益效果是：通过采用非内匹配的晶体管，根据实际需求进行晶体管匹配，同时设置适配的屏蔽腔，使得接收机具有大带宽，低噪声的特点，适用于多频段的应用场景。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本实用新型实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本实用新型的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。图1是本实用新型实施例提供的装置连接图；图2是本实用新型实施例提供的系统结构图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。本实用新型的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。首先，为便于理解本实用新型，特对部分出现在本实用新型中的词汇予以解释如下：低噪声放大器：英文缩写为lna(lownoiseamplifier),即噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。低噪声下变频器：也被称为高频头，英文缩写为lnb(lownoiseblock)，其功能是将由馈源传送的卫星信号经过放大和下变频，将ka或ku波段的信号转变成l或s波段的信号，再经同轴电缆传送给卫星接收机。g/t值：接收系统天线增益(g)与噪声温度(t)之比。实用时是以分贝表示的天线增益减去以分贝表示的相对于1k的接收系统等效噪声温度。例如，一个60db增益的天线和一个等效噪声温度为100k的接收机，其g/t比为40db。常用g/t比表示卫星地面站对信号的接收能力。非内匹配晶体管：相对于内匹配晶体管，本实用新型提及的非内匹配晶体管并非由供应商提前设置为50欧姆的晶体管，需要在使用时设计匹配电路，以适配接收机运作需求其优点是相对于内匹配管来说，可以兼顾输入驻波的前提下，设计出更低的噪声；应用场景灵活，匹配带宽可覆盖ka接收全频段。参照图1，所示为根据本实用新型实施例提供的装置连接图，包括：一级匹配电路101；设置一级匹配电路101主要用于保证噪声和驻波指标符合应用需求。二级匹配电路102，通过第一晶体管单元105与一级匹配电路101连接；设置二级匹配电路102主要用于保证增益平坦度和噪声指标。三级匹配电路103，通过高频级间匹配电容107与二级匹配电路102连接；设置三级匹配电路103的目的与二级匹配电路102相同，主要用于保证增益平坦度和噪声指标。末级匹配电路104，通过第二晶体管单元106与三级匹配电路103连接；设置末级匹配电路104主要用于保证输出驻波指标和增益平坦度指标。lna供电电压电路108，通过第一连接单元109与一级匹配电路101连接，通过第二连接单元110与二级匹配电路102连接，通过第三连接单元111与三级匹配电路103连接，通过第四连接单元112与末级匹配电路104连接；主要用于向一级匹配电路101、二级匹配电路102、三级匹配电路103和末级匹配电路104供电。第一晶体管单元105和第二晶体管单元106均由非内匹配晶体管组成。第一连接单元109、第二连接单元110、第三连接单元111和第四连接单元112均由1根1/4波长微带线和1根扇形线组成，由此设置的连接单元可以有效隔离射频和电源的信号，需要特别说明的是，第一连接单元109、第二连接单元110、第三连接单元111和第四连接单元112彼此独立布置。参照图2，所示为根据本实用新型实施例提供的系统结构图，包括：低噪声接收装置，所述低噪声接收装置为前文所提及的一种应用于ka频段卫星通信的低噪声接收装置；壳体201，低噪声接收装置设置于壳体201内。在部分优选实施例中，壳体201由底板和盖板两部分组成，底板和盖板形状匹配，拼接在一起后会形成数个屏蔽腔，屏蔽腔用来容纳前文提及的低噪声接收装置，底板和盖板之间通过导电胶粘接连接，实现接地良好、减少射频自激的使用效果，同时会设置多个螺钉孔位，用于将壳体201与外界固定。连接部202，用于固定壳体201，连接部202包括以下至少之一或其组合：磁吸连接部、卡扣连接部、滑轨连接部、魔术贴连接部或螺纹连接部。在部分优选实施例中，壳体201中会形成4个屏蔽腔，具体包括：第一屏蔽腔203，用于容纳一级匹配电路101、二级匹配电路102和第一晶体管单元105。第二屏蔽腔204，用于容纳三级匹配电路103、末级匹配电路104和第二晶体管单元106。第三屏蔽腔205，用于分别容纳第一连接单元109、第二连接单元110、第三连接单元111和第四连接单元112，即至少存在4个相同大小的屏蔽腔205。第四屏蔽腔206，用于容纳lna供电电压电路108。第一屏蔽腔203和第二屏蔽腔204的连接处会形成一小的屏蔽腔，用于容纳高频级间匹配电容107。在部分优先实施例中，涉及的非内匹配晶体管是一种高动态范围、低噪声系数的fet器件，其主要性能指标参照表1。表1非内匹配晶体管性能指标表频率(ghz)1718192021222324噪声(db)0.50.510.550.580.630.70.760.8增益(db)13.5(min)根据我们选取低噪声放大器管的要求：1)低噪声放大器管的噪声系数较小、工作频段较高，晶体管的截止频率需要比工作频率高4倍以上，现在hemt场效应管的噪声系数在20ghz可在0.4db左右，工作频率高端可达到30ghz左右。2)低噪声放大器管需要较高的增益和动态范围,一般要求放大器工作增益大于10db以上，当输入信号达到系统最大值时由放大器非线性引起的交调产物小于系统本底噪声。从表2中可以看出，该类非内匹配晶体管在在17.7-21.2ghz噪声低于0.65db，增益在20ghz时为13.5db左右，日常工作温度范围为-55℃-125℃，满足上述要求。本实用新型通过采用非内匹配的晶体管，根据实际需求进行晶体管匹配，同时设置适配的屏蔽腔，使得接收机具有大带宽，低噪声的特点，适用于多频段的应用场景。上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在
技术领域：
普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。当前第1页12