据本实用新型实施例的本振电路结构。其中，图4示出了根据本实用新型实施例的一级本振电路结构。
[0048]如图4采用100MHz恒温晶振为锁相环做参考时钟，以50MHz为鉴相频率，整数N分频锁相输出本振频率。锁相芯片采用HITTITE的HMC704，它的归一化噪底为-230dBc/Hz。VCO(Voltage Controlled Oscillator，电压控制震荡器)选用HMC513，它具有宽频带、低相位噪声的特点，频率可覆盖10000?11500MHz。环路滤波器采用低噪声运算放大器AD797构成有源环路滤波器，可以很好的降低运放对相位噪声的恶化。根据锁相环理论，最佳环路带宽的选择是根据参考晶振和VCO的相位噪声指标来确定的。该项目最佳环路带宽选择为500kHz ο
[0049]带内相位噪声可由公式PN = PNtot+101ogFpfd+201ogN估算，实际应用中电路对相位噪声的恶化按5dB考虑，IMHz处于环路带宽之外，取VCO的相噪减去恶化值。经过计算，相位噪声理论值能达到:-86dBc/Hz@100Hz，-102dBc/HzilkHz, -1lldBc/HzilOkHz, -113dBc/Hzil00kHz, -118dBc/Hz@lMHz。
[0050]图5示出了根据本实用新型实施例的二级本振电路结构，其中，图5所示的二级本振原理的分析和计算方法与上述图4所示的一级本振原理的分析和计算方法相类似，在此不再赘述。通过对图5所示的二级本振电路结构的计算，得出相位噪声理论值:-90dBc/HzilOOHz, -105dBc/HzilkHz,-115dBc/Hz@10kHz，-117dBc/Hz@100kHz，-120dBc/Hz@lMHz。
[0051]通过上述对一级本振和二级本振的相位噪声的计算能够得知，本实用新型提供的X-Ka上变频器的本振相位噪声指标也满足对地观测卫星数据地面接收系统上行链路的设计要求。
[0052]另外需要说明的是，本实用新型提供的X-Ka上变频器的电源接口有防接反电路和过压过流保护电路，能够很好的防止浪涌以及静电，从而有效的保证系统的可靠性、稳定性。外部供电电压为:馈电+15V/2A直接供电;内部电源:+12.3V/2A，+5.3V/2A。
[0053]需要说明的是，本实用新型提供的X-Ka频段上变频器不仅能够实现18GHz?20GHz和25GHz?27.5GHz的Ka频段射频信号，其通过将不同的X频段的输入信号与不同的本振信号进行混频，从而将X频段的信号上变频至Ka频段，进而实现Ka频段内其他射频信号输出，在此不再赘述。
[0054]下面对本实用新型提供的X-Ka频段上变频器的上变频过程进行说明。
[0055]具体地，通过控制器对一级变频单元和二级变频单元进行控制；在一级变频单元中，将输入的X频段的信号通过一级变频单元上变频后，通过一级变频单元中的分路器进行分路；其中，分路器分出的其中一路信号通过第一选控开关接入到二级变频单元，分出的另一路信号直接输出；在二级变频单元中，二级变频单元对第一选控开关接入的信号进行上变频并输出。
[0056]具体地，一级变频单元的上变频过程包括:通过第一处理模块将输入的X频段的信号进行滤波、衰减和放大后输出；通过第一混频器将第一处理模块输出的信号与Ka频段的一级本振进行混频；通过第二处理模块将第一混频器混频后的信号通过第二选控开关接入并滤波处理后，通过第三选控开关输出Ka频段I信号；通过第三处理模块将第三选控开关输出的Ka频段I信号进行放大、衰减、滤波后输入到分路器；所述控制器可接受网络配置指令对一级变频单元的一级频点和第二、三选控开关进行控制。
[0057]二级变频单元的上变频过程包括:通过第一选控开关将分路器分出的其中一路信号进行接入；通过第四处理模块将第一选控开关接入的信号进行放大后输出；通过第二混频器将第四处理模块输出的信号与Ka频段的二级本振进行混频；通过第五处理模块将第二混频器输出的信号进行滤波、放大、衰减后输出Ka频段2信号；所述控制器可接受网络配置指令对二级变频单元的二级频点和第一选控开关进行控制。。
[0058]如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型的X-Ka频段上变频器。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的X-Ka频段上变频器，还可以在不脱离本【实用新型内容】的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
【主权项】
1.一种X-Ka频段上变频器，其特征在于，包括:一级变频单元、与所述一级变频单元相连的二级变频单元以及控制所述一级变频单元和二级变频单元的控制器；其中， 所述一级变频单元用于对输入的X频段的信号进行上变频，并将上变频后的信号进行分路；其中，分出的其中一路信号为所述二级变频单元的输入信号，分出的另一路信号直接输出； 二级变频单元用于将所述一级变频单元分出的输入信号接入后进行上变频输出。
2.如权利要求1所述的X-Ka频段上变频器，其特征在于，所述一级变频单元包括依次相连的第一处理模块、第一混频器、第二处理模块、第三处理模块和分路器；其中， 所述第一处理模块通过滤波器、衰减器和放大器将输入的X频段的信号进行处理后输出； 所述第一混频器将所述第一处理模块输出的信号与Ka频段的一级本振进行混频；所述第二处理模块将所述第一混频器混频后的信号通过第二选控开关接入并滤波处理后，通过第三选控开关输出Ka频段I信号； 所述第三处理模块通过放大器、衰减器、滤波器将所述第三选控开关输出的Ka频段I信号进行处理后输入到所述分路器； 所述控制器根据网络配置指令对所述一级本振的本振点频和第二、三选控开关进行控制; 所述分路器用于对输入的信号进行分路处理。
3.如权利要求2所述的X-Ka频段上变频器，其中，所述二级变频单元包括第一选控开关和依次与所述第一选控开关相连的第四处理模块、第二混频器、第五处理模块；其中， 所述第一选控开关选控接入所述分路器分出的其中一路信号； 所述第四处理模块通过放大器将所述第一选控开关接入的信号进行增益调整处理后输出； 所述第二混频器将所述第四处理模块输出的信号与Ka频段的二级本振进行混频；所述第五处理模块通过滤波器、放大器、衰减器将所述第二混频器输出的信号进行处理后输出Ka频段2信号； 所述控制器根据网络配置指令对所述二级本振的本振点频和第一选控开关进行控制。
4.如权利要求3所述的X-Ka频段上变频器，其特征在于，在所述第一处理模块、所述第一混频器、所述第二处理模块、所述第一选控开关的前端分别设置有隔离器。
5.如权利要求2所述的X-Ka频段上变频器，其特征在于， 所述一级本振包括三个本振点频； 所述二级本振包括两个本振点频。
【专利摘要】本实用新型提供一种X-Ka频段上变频器，其特征在于包括一级变频单元、与一级变频单元相连的二级变频单元以及控制一级变频单元和二级变频单元的控制器；其中，一级变频单元用于对输入的X频段的信号进行上变频，并将上变频后的信号进行分路；其中，分出的其中一路信号为二级变频单元的输入信号，分出的另一路信号直接输出；二级变频单元用于将一级变频单元分出的输入信号接入后进行上变频输出。通过本实用新型能够将X频段的信号上变频至Ka频段，从而实现Ka双频段输出，同时还能够实现上变频器的小型化设计。
【IPC分类】H03D7-16
【公开号】CN204498071
【申请号】CN201520288856
【发明人】林波涛, 王万玉, 王建平, 宋泽亮, 何元春, 刘智
【申请人】中国科学院遥感与数字地球研究所
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月6日