本实用新型涉及卫星定位、卫星接收、卫星电话等的信号发射、接收及处理组件技术领域，更具体的涉及一种S段功放低噪放双工装置。
背景技术：
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。2014年11月23日，国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函，这标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电导航系统的组成部分，取得面向海事应用的国际合法地位。中国的卫星导航系统已获得国际海事组织的认可。2017年1月10日公告预测，中国北斗系统预计于2018年率先覆盖“一带一路”国家，2020年覆盖全球，对于北斗系统这个军民两用的系统的开发和利用，将在现在和未来都有很大的研究和开发价值。
在信号的发射和接收以及处理过程中，尤其是对较小信号的处理，经常需要进行放大，功率放大器主要用于信号发射的最后一级，主要是增大发射信号的功率，减少噪声在信号传输中的噪声干扰。 低噪声放大器主要用于接收信号的前端，第一级放大，增益不能太大，主要是噪声系数小，防止噪声淹没有用信号，为信号的滤波起放大作用。低噪声放大器是指放大器噪声系数很低的放大电路，在射频微波领域，需要针对噪声系数做最佳匹配，对于增益和功率传递特性要有所牺牲。
双工器，又称天线共用器，是一个比较特殊的双向三端滤波器。双工器既要将微弱的接收信号耦合进来，又要将较大的发射功率馈送到天线上去，且要求两者各自完成其功能而不相互影响。双工器是异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。双工器用于移动通信和在野外作为无人值守的中转台工作，其本身就决定了它的使用环境和工作条件。双工器有两个重要的稳定性指标，一是本身结构的稳定性，使其分布参数具有一定的稳定度；二是其温度稳定性。
技术实现要素：
实用新型要解决的技术问题
本实用新型提供了一种S段功放低噪放双工装置，将上行发射与下行接收集合于一体，并实现全双工，其体积小、实用性强，具有多重保护，且可适用于脉冲波工作，也可适用于连续波工作。
技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种S段功放低噪放双工装置，包括功放模块、低噪放模块、电源控制部分，其特征在于：所述的功放模块包括接收前级射频信号的输入端口，第一级电平衰减器，第一级放大器，第二级衰减器，第二级放大器，第三级衰减器，第三级放大器，第四级放大器，对带内射频信号有反向隔离作用、带外信号有抑制作用的隔离器，对功放输出射频信号、低噪放输入信号有选择作用的双工器，以及射频信号输出端口；所述的低噪放模块包括接收卫星信号的输入端口，对功放输出射频信号、低噪放输入信号有选择作用的双工器，对射频信号进行放大处理的第一级放大器，对带外射频信号有抑制作用的第一级滤波器，第二级放大器，对带外射频信号有抑制作用的第二级滤波器，衰减器，以及射频信号输出端口；所述的电源控制部分由外部供电，包括电源输入端口、以及为第三级放大管、第四级放大管供电的升压电路、和为其他部分供电的稳压电路。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：作用于功放模块第三级放大管的温控电路。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：作用于整个装置的温度检测及保护系统。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：作用于功放模块的检波电路。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：设置于电源控制部分中并引出到双工装置外部的、对功放模块进行通断控制的开关电路和对低噪放模块进行通断控制的开关电路。
有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：本方案所述的S段功放低噪放双工装置可放大并发射上行信号，可实现下行小信号的接收并放大，同时，经过多级处理，对上下行信号有效的隔离，保证上下行带内有益信号稳定高效的输出，对带外信号进行有效抑制，并实现上下行全双工。并设计了合理的结构散热，满足自然散热的要求，并设置温度检测功能，能够实现保护和故障报警功能；设计有检波电路保护；可以用于脉冲波工作，也可以用于连续波工作；且该装置体积小，效率高，实用性强，手持操作方便。
附图说明
图1是该实用新型结构框架示意图。
示意图中的标号说明：
1、输入端口；2、第一级电平衰减器；3、一级放大管；4、第二级电阻衰减器；5、二级放大管；6、三级放大管；7、四级放大管；8、温控电路；9、检波电路；10、隔离器；11、双工器；12、一级放大器；13、一级滤波器；14、二级放大器；15、二级滤波器；16、电阻衰减器；17、低噪放输出端口；18、电源输入端口；19、稳压电路；20、升压电路；21、温度检测及保护系统；22、低噪放开关电路；23、功放开关电路。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
本实施例公开的一种S段功放低噪放双工装置，主要适用于北斗卫星系统信号的发射和接收，包括功放模块、低噪放模块、电源控制部分。功放模块包括：接收外部射频信号的输入端口1，对输入的射频信号进行控制的第一级电平衰减器2、第一级放大管3、第二级衰减器4、第二级放大管5、第三级放大管6、第四级放大管7，对带内射频信号有反向隔离作用、带外信号有抑制作用的隔离器10，对功放输出射频信号、低噪放输入信号有选择作用的双工器11，以及射频信号输出端口；通过上面所述内部链路的处理，保证带内信号稳定、高效，然后经发射端口传至卫星。所述的低噪放模块包括接收卫星信号的输入端口，对功放输出射频信号、低噪放输入信号有选择作用的双工器11，对射频信号进行处理的第一级放大器12，对带外射频信号有抑制作用的第一级滤波器13，第二级放大器14，对带外射频信号有抑制作用的第二级滤波器15，衰减器16，以及将处理后的射频信号输出至终端用户的低噪放输出端口17；其中低噪放链路的双工器和功放链路的双工器是同一个全双工的双功器11，在功放模块端是将经过处理的射频信号传至天线进而发射给卫星，而在低噪放模块端是接收来自天线接收到的卫星发射的信号，通过对卫星信号的处理，信号被有效处理并放大后，通过低噪放输出端口输送至下一级终端用户，将上行发射与下行接收集合于一体，并实现全双工，其中低噪放输出频率为2170-2200MHz；功放输出频率为1980-2010MHz。电源控制部分由外部供电，可使用蓄电池供电，也可使用直流电路供电，包括电源输入端口18、以及为第三级放大管、第四级放大管供电的升压电路20、和为其他部分供电的稳压电路19，电源输入端口供电电压+10.6V~+16.8V，优选+14.4V，电流≤2.5A，其中升压电路部分将低噪放链路电源输入端口的电压升压至+28V，为第三级放大管、第四级放大管供电，稳压电路将电源输入端口的电压降压至+5V，为整个模块的其他部分供电。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：作用于功放模块第三级放大管的温控电路8。通过控制温控电路中的二极管及匹配电路，控制第三级放大管不同温度时栅压电流的大小，进而控制第三级放大管的输出功率。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：作用于整个装置的温度检测及保护系统21。对整个模块进行实时的温度监测，检测信号传递给计算机，同时设置了过温保护，当温度≥90℃时，模块自动关断，停止运行，当温度降回至≤65℃时，模块自动启动，开始运行。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：作用于功放模块的检波电路9。检波电路位置设在功放电路第四级功放输出和隔离器之间，通过微带线耦合输出信号，传递至检波二极管，检波二极管将射频信号转换为模拟信号，传递至运算放大器，运算放大器将输入的模拟信号加以运算并放大输出给客户使用。整个检波电路在模块良好与损坏时输出不同的电平信号，从而更方便客户对模块状态的了解与控制，方便对整个系统故障的排查及对本模块及下级模块的保护。
作为进一步的优化方案，所述的S段功放低噪放双工装置还包括：所述的S段功放低噪放双工装置还包括：设置于电源控制部分中并引出到双工装置外部的、对功放模块和低噪放模块进行通断控制的低噪放开关电路22。当外部无下级用户时，设置在电源控制部分可以控制低噪放模块打开与关闭的低噪放开关电路22，该电路主要对低噪放模块的第一级放大器、第二级放大器的供电进行控制。该开关电路通过外部输入电平信号自由控制。另外，在电源控制部分还有设置的功放开关电路23，可以控制功放模块打开与关闭，该功放开关电路23主要对功放链路的四级放大管的供电进行控制，该开关电路通过外部输入电平信号自由控制。
该S段功放低噪放双工装置输出时总功耗≤33W，输入功率-5dBm；接收通道噪声系数（NF）≤2dB，接收总增益≥25dB ，收发隔离度≥70dB，输出功率≥+40dBm；功放开启响应时间≤300uS，功放关闭响应时间≤300uS；发射输出功率检测电压输出最大值＜3V；三阶交调≤-30dBc@38.5dBm（双路间隔200KHz）；谐波抑制指标二、三次谐波≤-60dBc、其他谐波≤-70dBc；连续工作能力在常温下满功率发大于15min，输出功率变化≤1dB。
本方案所述的S段功放低噪放双工装置可放大并发射上行信号，可实现下行小信号的接收并放大，同时，经过多级处理，保证上下行带内有益信号稳定高效的输出，对带外信号进行有效抑制，并实现上下行全双工，对上下行信号有效的隔离。并设计了合理的结构散热，满足自然散热的要求，并设置温度检测功能，能够实现保护和故障报警功能；设计有检波电路保护；可以用于脉冲波工作，也可以用于连续波工作；且该装置体积小，效率高，实用性强，手持操作方便。并设计了合理的结构散热，满足自然散热的要求，并设置温度检测及保护功能，能够实现保护和故障报警功能；设计有检波电路保护；并且可以用于脉冲波工作，也可以用于连续波工作。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。