专利名称：自适应消噪信标接收机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于卫星通信应用领域，特别涉及一种卫星信标接收机，是现代通信技术的一种方式。
背景技术：
卫星通信是在地面微波通信和空间技术的基础上发展起来的。卫星通信的有关理论和技术不断发展，随着航天技术的进步以及数字技术、大规模集成电路和计算机技术的发展，卫星通信目前正在新频段、新体制、新业务以及卫星和地球站的新技术等方面进行探索并进行各种现场试验。我国在70年代初便对卫星通信进行工程性的研究，研制出各种类型的地球站，并于1984年成功发射了我国第一颗对地静止同步试验通信卫星，初步建立了我国卫星通信网。信标接收机和卫星的下变频器(LNB)相结合，形成完整的卫星跟踪接收系统，从而进行卫星信号的通信。由于卫星同步信标信号经大气衰减后相对较弱，同时大气中存在各种噪声，直接影响了卫星地球站对同步卫星的跟踪及通信，这对卫星信标接收机提出了很高的要求。由于数字化信标接收机结构复杂、体积大、功耗大、跟踪速度慢且容易跟错卫星等缺点，因此社会迫切需求一种方便小巧的，速度快并能自动消除底噪的信标接收机。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种结构简单，能自适应消除底噪的、方便小巧、低功耗的并能快速准确寻星的自适应消噪信标接收机。本实用新型为解决以上技术问题，所采用的技术方案是一种自适应消噪信标接收机，包括输入预选单元、第一混频处理单元、第二混频处理单元、自适应消噪单元、电源单元和参考时钟单元；输入预选单元包括依次连接的低噪声放大电路和滤波电路；第一混频处理单元包括第一本振、第一混频器和一中频滤波放大电路，其中，滤波电路的输出端连接第一混频器的一个输入端，而第一本振的输出端连接第一混频器的另一个输入端，而第一混频器的输出端则连接一中频滤波放大电流的输入端；第二混频处理单元包括第二本振、第二混频器和二中频滤波放大电路，其中，第二混频器的一个输入端连接一中频滤波放大电路的输出端，另一个输入端连接第二本振的输出端，而第二混频器的输出端则连接二中频滤波放大电路的输入端；自适应消噪单元的输入端连接二中频滤波放大电路的输出端；参考时钟单元的输出端分别连接第一本振和第二本振；电源单元分别连接前述各单元并为其提供电源。[0015]上述自适应消噪单元包括射频开关、晶体滤波器和检波器，二中频滤波放大电路的输出端经由射频开关连接晶体滤波器的输入端，而晶体滤波器的输出端连接检波器的输入端。上述射频开关包括两个单刀双掷开关，晶体滤波器也设有两个，且二者带宽相同， 中心频率不同；所述二中频滤波放大电路的输出端连接其中一个单刀双掷开关的自由端， 该开关的两个选择端分别与两种晶体滤波器的输入端对应连接，所述两种晶体滤波器的输出端又分别对应连接另一单刀双掷开关的两个选择端，该另一单刀双掷开关的自由端连接至检波器。上述参考时钟单元包含依次连接的温补晶体振荡器和二等分功分器，所述二等分功分器的输出端分别连接第一本振和第二本振。上述参考时钟单元的电源输入端与电源单元的输出端之间设有低通滤波器。采用上述方案后，本实用新型具有以下改进( 1)采用了小数分频技术，从而达到第一本振的快速捷变及高分辨率，而相对于以往采用基于DDS的锁相环技术，简化了电路结构、减少了杂散还降低了总功耗；(2)采用自适应消噪电路，消除了接收通路中的噪声及底噪，避免了信标机寻星过程中错跟上噪声包络的可能；(3)采用高可靠性高效率的电源转换芯片，从而降低因电源变压带来的功耗损失；(4)参考时钟采用温补电路，从而在高低温等恶劣的条件下依然保持良好的频率稳定度与准确度。
图1是本实用新型的结构框图；图2是本实用新型中输入预选单元的电路连接示意图；图3是本实用新型中第一混频处理单元中第一本振的电路连接示意图；图4是本实用新型中第一混频处理单元中第一混频器和一中频滤波放大电路的电路连接示意图；图5是本实用新型中第二混频处理单元的电路连接示意图；图6是本实用新型中自适应消噪单元的电路连接示意图；图7是本实用新型中电源单元的电路连接示意图；图8是本实用新型中参考时钟单元的电路连接示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型的结构进行详细说明。如图1所示，本实用新型提供一种自适应消噪信标接收机，包括输入预选单元1、 第一混频处理单元2、第二混频处理单元3、自适应消噪单元4、电源单元5和参考时钟单元 6，下面将分别介绍。由于卫星信号在大气中会产生衰减，导致卫星地球站接收到的卫星信标信号相当小，需进行放大及滤波处理，因此输入预选单元1包含输入低噪声放大电路和滤波电路，用于将卫星便携站上天线接收到的卫星信标信号进行放大滤波，可配合图2所示，其频率范围为950 1450MHz，增益为20dB，采用ERA-5实现小信号的放大，并采用5阶切比雪肤滤波器将带外信号滤除并抑制第一混频处理单元2中第一本振21的泄露。第一混频处理单元2包括第一本振21、第一混频器22和一中频滤波放大电路23， 其中，输入预选单元1的输出端连接第一混频器22的一个输入端，而第一本振21的输出端连接第一混频器22的另一个输入端，而第一混频器22的输出端则连接一中频滤波放大电流23的输入端。配合图3所示，是本实施例中第一本振21的电路连接图，其采用了 ADI公司高性能的小数分频锁相电路ADF415;3BRU，其工作范围为500MHz 4GHz，低噪为-213dBc/Hz，其优异的性能保证了 1750 2250MHz的输出，同时保证了良好的相位噪声，同时由于采用了小数分频也保证了 IKHz的步进；VCO采用了 Z-Communications公司的V600ME20-LF，输出频率范围为1700 ^OOMHz，相位噪声为-96dBc/Hz@10KHz，工作电压为5V，很好地满足了本实用新型的使用。图4则为本实施例中第一混频器22和一中频滤波放大电路23的电路连接图， 其中，第一混频器22采用ADE-25MH，将输入的信标信号与第一本振21混频生成800MHz 的第一中频；而一中频滤波放大电路23则采用中电集团五十五所的声表滤波器和 mini-circuits 公司的 ERA-8，增益为 30dB，带宽为 2MHz。第二混频处理单元3包括第二本振31、第二混频器32和二中频滤波放大电路33， 其中，第二混频器32的一个输入端连接一中频滤波放大电路23的输出端，其另一个输入端连接第二本振31的输出端，而第二混频器32的输出端则连接二中频滤波放大电路33的输入端。配合图5所示，所述的第二本振31的频率为870MHz，而第二混频器32采用 mini-circuits公司的TUF-5+，将输入的信标信号与第二本振31混频生成70MHz的第二中频；二中频滤波放大电路33则采用9阶切比雪肤滤波器为70MHz的低通滤波器和ERA-8进行放大，从而便于后级电路的处理。自适应消噪单元4的电路图可参考图6所示，其输入端连接二中频滤波放大电路 33的输出端，将第二中频信标信号和基底噪声进行检波并分析，然后进行输出。配合图6所示，所述的自适应消噪单元4包括射频开关、晶体滤波器和检波器，其中，射频开关包含两个单刀双掷开关，可根据预先设计的命令(即软件指令)进行切换选择， 采用HITTITE公司生产的高隔离度的HMC194MS8，其工作范围为DC 3GHz，带内插损小于 IdB ；晶体滤波器设有两个，中心频率分别为69MHz和70MHz，带宽均为200KHz ；第二混频处理单元3中二中频滤波放大电路33的输出端连接一个单刀双掷开关的自由端，而该开关的两个选择端分别与两种晶体滤波器的输入端对应连接，所述两种晶体滤波器的输出端又分别对应连接另一单刀双掷开关的两个选择端，该另一单刀双掷开关的自由端连接至检波器，所述的检波器由AD8310实现，其检波范围为DC-440MHZ，具有95dB的动态范围，而卫星信标信号只有50dB的动态范围；工作时，经二次混频后得出的第二中频信号经过射频开关分别切换成两路信号，其中中心频率为70MHz的那个通路采集到的就是卫星信标信道的信号，而中心频率为69MHz的那个通路采集到的为卫星信标带外信号即噪声信号，将两路的信号相减取平均值就得出了低噪的信标电平，取平均值的目的在于防止69MHz那路通路上存在大的随机脉冲，干扰寻星。电源单元5与本实用新型中各模块单元连接，为整机提供稳定、低波纹的电源信号，配合图7所示，由于通讯电路中一般采用24Vdc的电源，而本实施例中的器件均需要+5V 的电源，因此需要将+24V转换成+5V，这里选择了美国National Semi公司一款高性能的 DC/DC转换芯片UC673S-5. 0，该芯片输入宽的电压为8V-40V，具备软启动功能，限电流和输出达3A的电流能力，其优良的性能完全满足本实施例的应用。最后整机的功耗为21参考时钟单元6的输出端分别连接第一本振21和第二本振31，为其提供参考时钟。结合图8所示，所述的参考时钟单元6主要包含温补晶体振荡器和二等分功分器，其中， 温补晶体振荡器产生频率为10. OOOMHz的参考源，再经二等分功分器后分别供给第一本振 21和第二本振31。另外，所述的参考时钟单元6的电源输入端与电源单元5的输出端之间还连接有低通滤波器，所述的低通滤波器对电源单元5提供的电源信号进行PI型低通滤波，滤除其中的纹波，再为参考时钟单元6供电，从而减小电源信号对参考时钟信号的影响。以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种自适应消噪信标接收机，其特征在于包括输入预选单元、第一混频处理单元、 第二混频处理单元、自适应消噪单元、电源单元和参考时钟单元；输入预选单元包括依次连接的低噪声放大电路和滤波电路；第一混频处理单元包括第一本振、第一混频器和一中频滤波放大电路，其中，滤波电路的输出端连接第一混频器的一个输入端，而第一本振的输出端连接第一混频器的另一个输入端，而第一混频器的输出端则连接一中频滤波放大电流的输入端；第二混频处理单元包括第二本振、第二混频器和二中频滤波放大电路，其中，第二混频器的一个输入端连接一中频滤波放大电路的输出端，另一个输入端连接第二本振的输出端，而第二混频器的输出端则连接二中频滤波放大电路的输入端；自适应消噪单元的输入端连接二中频滤波放大电路的输出端；参考时钟单元的输出端分别连接第一本振和第二本振；电源单元分别连接前述各单元并为其提供电源。
2.如权利要求1所述的自适应消噪信标接收机，其特征在于所述自适应消噪单元包括射频开关、晶体滤波器和检波器，二中频滤波放大电路的输出端经由射频开关连接晶体滤波器的输入端，而晶体滤波器的输出端连接检波器的输入端。
3.如权利要求2所述的自适应消噪信标接收机，其特征在于所述射频开关包括两个单刀双掷开关，晶体滤波器也设有两个，且二者带宽相同，中心频率不同；所述二中频滤波放大电路的输出端连接其中一个单刀双掷开关的自由端，该开关的两个选择端分别与两种晶体滤波器的输入端对应连接，所述两种晶体滤波器的输出端又分别对应连接另一单刀双掷开关的两个选择端，该另一单刀双掷开关的自由端连接至检波器。
4.如权利要求1所述的自适应消噪信标接收机，其特征在于所述参考时钟单元包含依次连接的温补晶体振荡器和二等分功分器，所述二等分功分器的输出端分别连接第一本振和第二本振。
5.如权利要求1所述的自适应消噪信标接收机，其特征在于所述参考时钟单元的电源输入端与电源单元的输出端之间设有低通滤波器。
专利摘要本实用新型公开一种自适应消噪信标接收机，包括输入预选单元、第一混频处理单元、第二混频处理单元、自适应消噪单元、电源单元和参考时钟单元；第一混频处理单元包括第一本振、第一混频器和一中频滤波放大电路，输入预选单元和第一本振连接第一混频器的输入端，输出端连接一中频滤波放大电流的输入端；第二混频处理单元包括第二本振、第二混频器和二中频滤波放大电路，第二混频器的输入端分别连接一中频滤波放大电路和第二本振，输出端连接二中频滤波放大电路；自适应消噪单元连接二中频滤波放大电路的输出端；参考时钟单元分别连接第一本振和第二本振。此接收机结构简单，能自适应消除底噪，方便小巧，低功耗，且能够快速准确寻星。
文档编号H04B1/10GK201957022SQ20112002863
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者倪仁才 申请人:南京肯立科技有限责任公司