航天公开课下变频器思维导图

在船载卫星通信系统中，选用的下变频器型号为DT-4503

DT-4503下变频器是美国COMTECH Efdata公司生产的DT-4500系列变频器中的一种

主要用在通信系统或者卫星上行数据链路，根据系统要求

选择两台DT-4503下变频器采用1:1热备份方式进行工作，以提高整个系统的可靠性

两台下变频器有一台作为主用，另一台作为备用，没有单独的倒换单元，由主用下变频器进行倒换控制

在自动备份的工作状态下，在线工作的下变频器出了故障，另一台很快就能自动备份工作

无须人工干预。DT-4503下变频器是室内型设备，不能在室外环境使用

下变频器把带有信息的已调射频信号不失真地变换到中频频段（70MHz/140MHz）

频率覆盖范围为575MHz（5.85～6.425GHz）。射频载波频率可根据需要在这之间任意选择

选择射频载波频率时的频率步进由微波频率合成器决定

分别为一次变频、二次变频和三次变频，本设备采用二次变频方式

在这种方案中，下变频器的高本振是点频振荡器，低本振是一个频率合成器

卫星下行信号经过一次变频后，所得到的高中频信号仍有500MHz带宽

必须同步地调整高中频滤波器的通带和低本振（频率合成器）的频率，才能把所需的信号变成固定中频信号

低中频频率通常为70MHz或者140MHz，所以镜像频率必然落在高中频带宽之内

目前已经能在1GHz频率上做出可与频率合成器统调的变容管带通滤波器

该滤波器对镜频的抑制可达30～40dB，基本上满足了使用要求

这种方案的优点是高本振是一个点频振荡器，操作比较简单

在对频率稳定度要求不高的情况下，高本振可以用介质振荡器来实现

介质稳频振荡器的体积很小，可与混频器、前置中频放大器及LNA集成为一体

组成一个低噪声单元（LNB）直接接到天线馈源之后，这样降低了系统噪声

又可以用一条低成本的普通电缆代替低损耗电缆

在用一部天线接收多个转发器的信号时，分路点可设在第一混频器之后，简化了分路后的设备

下变频器的工作原理与上变频器基本相同，最大的差别是，当输入信号和本振信号在混频器中混频

上变频器是在混频器的输出端，通过滤波器取出上边频，而下变频器则是取出下边频

在上变频链路中，滤波器除了要取出混频后的信号之外还要抑制本振频率

以防止本振信号泄漏，对其他信道产生干扰。由于本振频率与混频器输出信号的间隔太小

尤其是第一本机振荡器的频率与第一混频器输出频率只差70MHz或者140MHz

所以要求滤波器的矩形系数要好，才能有效地抑制本振信号的泄漏

575MHz的已调微波射频信号经过低通滤波器滤掉不必要的杂散信号

再经过一个均衡器以便对整个下变频器的群时延进行调整

随后与一个微波频率合成器的本振信号混频，产生了1GHz左右的高中频信号

高中频信号再与一个单点本振振荡器的本振信号混频产生了70MHz/140MHz频段的已调中频信号

本振振荡器和微波频率合成器都需要一个5MHz/10MHz参考信号源进行锁相

变频后产生的已调射频信号再经过场效应管放大器放大到微波功率放大器需要的电平

送到微波功率放大器，其中第二个混频器被放在变频器信号通道模块里

微波频率合成器里面还包括了粗调/细调步进模块与和环路模块