衛星接收機高頻頭中微波振蕩器的穩頻設計

　在衛星電視接收機的高頻頭中，本機振蕩器的工作頻率很高，處在微波頻段。根據下變頻的要求，本機振蕩頻率與輸入信號頻率相差一個(gè)中頻，第一中頻的頻率范圍為950MHZ~1450MHZ，對于C波段，通常采用高本振頻率方案，輸入信號的頻率范圍為3.70GHZ~4.20GHZ，本振頻率為5.15GHZ;對于KU波段，通常采用低本振方案，輸入信號的頻率范圍為11.70GHZ~12.20GHZ，本振頻率為 1.075GHZ。

　　由于高頻頭放置于到外，環(huán)境溫度變化形成較大的溫差，往往會(huì )使本的振頻率產(chǎn)生漂移，從而產(chǎn)生“跑臺”現象。因此，要求本振頻率在不同的環(huán)境溫度中(-330~+60℃)產(chǎn)生的最大頻偏小于±2MHZ。

　　振蕩器常用的穩頻方法有3種：高Q值諧振倍頻法、鎖相環(huán)穩頻法和晶振倍頻法，下面分別予以介紹。

　　1、高Q值諧振腔穩頻法：高Q值諧振腔穩頻法不需對振蕩頻率進(jìn)行分頻或倍頻處理，而直接在工作頻率上對振蕩器進(jìn)行穩頻，穩頻效果的好壞與高Q值諧振腔的Q值有關(guān)。Q值越高穩頻效果越好，一般要求高Q值諧振腔的空載Q值高達幾千甚至數萬(wàn)。

　　2、鎖相環(huán)穩頻法：微波振蕩器由壓振蕩器組成，在輸出端取出一部分能量，經(jīng)微波分頻后，與一個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生的基準頻率進(jìn)行相位比較，得到的誤差信號經(jīng)環(huán)路濾波器平滑濾波后，用來(lái)控制微波壓振蕩器的控制電壓，使得振蕩器的頻率與基準頻率鎖定。這種穩頻方法可使微波振蕩器的頻穩度與晶振的頻穩度保持在同一數量級上，效果最好，本振相位噪聲最低，只是電路較復雜，成本較高，主要用于衛星數字電視、衛星數字通信等要求較高的場(chǎng)合。

　　在25℃測試條件下，對于C波段、KU波段單本振單極化數字寬帶鎖相環(huán)高頻頭，采用PLL鎖相技術(shù)后，本振穩定性較好，一般本振頻率穩定度為±100KHZ;對于C/KU雙波段雙本振雙極化單輸出(或雙輸出)高頻頭，一般本振頻率穩定度為±500KHZ。

　　3、晶振倍頻法：因為晶體工作頻率一般不能很高，所以先在較低的頻率上構成一個(gè)晶體振蕩電路，然后利用非線(xiàn)性電路得到該振蕩頻率的高次諧波，通過(guò)選頻回路選出該高次諧波分量，再進(jìn)行放大。由于倍頻的倍數較大，通常需要使用多級倍頻器級聯(lián)。這種穩頻方式雖然能獲得較高的穩定度，但結構復雜，體積大、效率低、諧波干擾大，僅在早期的微波通信中得到應用。

　　目前，常用的介質(zhì)諧振器的形狀有方形、圓柱形和圓環(huán)形，圓柱形用得最多。介質(zhì)諧振器的固有諧振頻率是指介質(zhì)諧振器處于自由空間時(shí)的諧振頻率，實(shí)際使用中，當它放置于其他介質(zhì)材料或導體上時(shí)，其諧振頻率就會(huì )改變，其原因是有一部分電磁場(chǎng)分布于其外表，當它靠近其他介質(zhì)或導體時(shí)，其外部的電磁場(chǎng)分布規律就會(huì )發(fā)生變化，一般情況下，當它靠近金屬導體時(shí)，諧振頻率就會(huì )升高，而靠近介質(zhì)材料時(shí)諧振頻率就會(huì )下降。我們正是利用這一特性，微小調節金屬導體與介質(zhì)振蕩器的距離，便可改變介質(zhì)振蕩器的諧振頻率。

　　介質(zhì)振蕩器與其他電路(如微帶電路)的耦合同樣是利用介質(zhì)振蕩器外部電磁場(chǎng)分布特性來(lái)解決的。利用介質(zhì)振蕩器的磁場(chǎng)與微帶電路上的微帶線(xiàn)的交鏈實(shí)現能量的耦合，耦合的強弱可以通過(guò)改變二者的距離來(lái)調節，但介質(zhì)振蕩器的有載Q值將會(huì )下降，使用中必須根據實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

　　高Q值諧振腔穩頻的介質(zhì)振蕩器的Q值高、體積小，穩定度系數可根據需要選擇，且成本較為低廉，采用這種介質(zhì)振蕩器穩頻的微波振蕩器，無(wú)論在體積、復雜程度和成本上，都大大優(yōu)于前兩種方法，而且在性能上完全滿(mǎn)足衛星電視接收的要求。因此，目前絕大多數衛星電視接收機的高頻頭本振都采用這種穩頻方法。