邓向科,张文政,李正纲

(中国空间技术研究院西安分院,西安 710000)

0 引言

目前,通信卫星系统向着更高频率、更宽信号带宽及通信容量(Tpbs)的方向发展[1-4]。 近年来高通量通信卫星系统(HTS)不断发展[5-9]。 HTS 系统信道带宽很宽,能够为用户提供高速的Internet 业务,特别是舰船、飞机等动中通业务和偏远地区的互联网络业务,为HTS 卫星系统专属业务领域。 HTS 卫星系统要实现通信容量的跨越式发展,重点需要突破带宽资源的限制,提升频谱利用效率。 频率利用效率受通信体制、地面系统、星上载荷等多方面工程因素制约,并且理论上也存在香农极限的制约。 因此,拓展带宽资源是技术突破的重要方向。 Q/V 频段带宽资源丰富,可提供给通信业务5 GHz 的带宽,把HTS 载荷频率拓展到Q/V 频段是高通量通信系统的必然技术。 V 频段接收机作为Q/V 馈电载荷中的关键设备[10-13],实现地面V 频段上行信号的低噪声接收、变频及放大。 文章报导一种采用多芯片组件(MCM)技术的星载V 频段接收机的设计和工程实现方法。 解决了毫米波频段星载接收机的稳定性设计、宽带互联设计和整机集成设计技术。

1 V 频段接收机方案及组成

1.1 指标要求

V 频段接收机的功能指标如下所示:

输入频率:49 ~51.5 GHz

输出频率:17.7 ~20.2 GHz

工作带宽:2.5 GHz

本振频率:31.3 GHz

增益:60±2 dB

增益平坦度:2.5 dB

噪声系数:4.5 dB

可以看出该接收机频段高、带宽宽,对产品的高频宽带互联特性,射频集成方式提出了较大挑战。

1.2 设计方案及组成

V 频段接收机主要由V 频段低噪放模块、V/Ka下变频器射频MCM 模块、本振MCM 模块和二次电源四部分组成,接收机的实现框图如图1 所示。……