航天公开课下变频器的工作原理思维导图

这种体制的特点是把微波信号放大到一定程度后，变为中频信号继续进行放大，达到了足够高的电平后，再进行解调

来自天线的射频信号在微波低噪声放大器中只能放大50～60dB，仍然十分微弱，无法立即进行解调

如果继续用微波器件进行放大，设备往往太复杂、太昂贵了，而且增益太高还会引起自如果通过变频

对频率较低的中频信号进行放大，就可以得到很高的增益，所用的器件和电路都不难实现

宽带的微波放大器收到的是卫星转发器发来的多载波信号

各载波运载着各个不同地址的信息，其中只有某个已调载波或一个已调载波上的部分信息是本卫通站所需要的

每个已调载波所占的带宽一般都不宽，要想将其中某个载波信号取出来

需要用具有一定带宽的滤波网络去选择

由于滤波器中谐振回路的内部损耗和负载耦合的影响，相对带宽极窄的微波滤波器是不容易实现的

如果在中频上进行选频，在同样绝对带宽条件下相对带宽要宽得多

因此，这个问题就不难解决了

带内各载波的频率各不相同，要想直接在射频上分别取出各个载波信号，必须用不同工作频率的设备

然而，如果通过变频的方法，就可以把这些载波分别变成相同频率的中频信号

这样中频放大器和滤波器都可以做成统一的、固定的、标准化的

而且设备的调试也简单得多，无疑大大简化了系统的结构和设计

频率最高的本机振荡器是一个单点本振

射频信号在混频器中与频率最高的本振信号进行混频，产生了1GHz左右的最高中频信号

如果我们把1GHz左右的最高中频信号看作是一个新的射频信号

那么以后变频过程基本上与高、低中频均固定的二次变频方案一致

所不同的是由于后两个本机振荡器均采用了频率合成器

所以高中频带宽应等于低中频带宽加上频率较高的合成器的频率步进

低中频带宽为36MHz，频率较高的第二本振频率步距为10MHz，那么高中频的带宽就应该是46MHz

三次变频上变频器的变频过程自然也就清楚了，此处不再重复

在某些公司生产的三次变频的上、下变频器中，频率最高的本机振荡器不是一个单点本振而是两个

把扩展后的575MHz带宽的卫星通信信号分割成300MHz左右的两部分

使频率较高的合成器频率点数目减少了一半左右，降低了合成器的制作难度

但是由于三个本机振荡器的频率都是可变的，选择频率非常麻烦

为了解决这一问题，在变频器中用微处理器来控制和选择频率

放大后的卫星下行信号是一个具有500MHz带宽的宽带射频信号，在C频段卫星通信中

它的频率范围是3700～4200MHz。该信号进入下变频器后首先被射频放大器A1放大

A1通常是一个场效应管（FET）放大器，在C频段上，有时也用双极晶体管来实现

并不是所有的下变频器中都有射频放大器，它通常用于微带射频滤波器的下变频器中

这是因为微带射频滤波器的插入损耗较大

射频放大器是用来补偿下变频器整机增益和降低噪声系数的

在C频段上它是一个中心频率为3950MHz、带宽为500MHz的带通滤波器

该滤波器有两种结构形式，其一是同轴滤波器，它的插入损耗一般可做到小于1dB

对整机增益和噪声系数影响不大，因此，采用这种滤波器通常就不再需要前置的射频放大器了

它的缺点是体积大，增加了连接环节，加工精度要求高，成本也高

随着集成化、模块化技术的发展，在许多变频器中开始使用便于集成化和模块化的微带射频滤波器

这种滤波器具有体积小、重量轻、便于集成化和造价低的优点

但由于它的插入损耗较大，所以在采用微带射频滤波器时，不得不加一个前置射频放大器

这个滤波器的主要作用是限制信号带宽和抑制第一中频的镜像频率