卫星通信系统中上变频器测试方法的解析

　　卫星地球站上变频器是将中频信号变频到所需的高频信号的设备。高频信号再通过高功放发送到卫星，可以有效降低空间损耗。

　　本文简单介绍卫星通信地面站的构成及上变频器的工作原理，详细说明了变频器的测试方法及常见故障及处理方法，供大家参考讨论。

　　一、卫星通信地面站的构成

　　卫星通信是以卫星为中继站，在两个或两个以上地球站间进行的无线通信。其简单传输过程为：由地面传来的电话、数据、电视、广播等信号，首先在地面站以适当的方式进行调制、变频、放大，再通过天线发向卫星，卫星接收到地球站发来的信号后，经变频、放大后再发回地面，由另一地球站用天线接收下来，再经放大、变频以及适当的解调还原成原信号，供用户使用。地球站是组成卫星通信系统的重要部分，其基本系统组成如图一所示：

　　图一 基本地球站系统

　　在卫星通信系统中，在空间传输的是电磁波，由于电离层的反射和吸收，用于宇宙通信的电波频率必须大于100MHz，同时对于高于10GHz频率的电波，由于云层、降雨以及大气层的吸收，也会受到较大程度的衰减，另外宇宙空间的噪声，特别是银河系产生的噪声在1GHz比较大，因此适用于宇宙通信的频段为1GHz-10GHz，这一频段一般称为无线电窗口。根据无线电规则分配的频率，目前大多数卫星固定业务使用6/4GHz频段(C频段)。同时，因采用了相应的降雨补偿措施，14/12GHz频段(Ku频段)也开始使用，这个频率在地球站被称为射频。而从地面终端用户来的信号是数字基带信号，这种信号无法直接在空间进行传输，如果在射频上直接对信号进行调制、解调，利用目前的工艺和技术很难做到，采取的办法是先在一个合适的中间频率(中频：70MHz±18MHz或140MHz±36MHz)上进行调制、解调，然后再进行频谱搬移。上、下变频器就是用来在射频和中频间进行频谱搬移的。另外，利用上、下变频器进行频谱搬移，容易将已调信号放在所分配的射频频率上，从而使得调制器、解调器规格统一。下面以C波段的上变频器为例，介绍变频器的工作原理及测试方法。

　　二、变频器的工作原理

　　上变频器的主要作用是将70MHz(或140MHz)中心频率的36MHz(或72MHz)频带内的中频信号，采用二次变频技术，经过一次变频后，成为1150±40MHz的高中频信号，经过第二次变频后，成为5.850-6.425GHz的C波段载波信号后，输出至高功放。变频器二次变频技术的采用，有效抑止了镜像干扰，电路方框图(如图二所示)。

　　图二