一种微波开关矩阵实现的卫星带宽可切换交链转发器

摘要

本发明一种微波开关矩阵实现的卫星带宽可切换交链转发器，该项目包含5组输入预选器、5组Ka接收机、5组分路滤波器、开关、8X8的开关矩阵、4组变频器、5台LTWTA、5组输出滤波器。该项目可通过微波开关矩阵实现各波束之间的300MHz带宽的4X4通道交换或72MHz带宽的8X8通道交换。该技术提升了转发器的通道数，在通道间增加开关矩阵实现通道互相切换，提高通道利用率，300MHz和72MHz交换带宽可切换，满足了Ka频段波束通道间的灵活组网转发应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星宽带及窄带交链转发器，特别是一种微波开关矩阵 实现的卫星带宽可切换交链转发器，属于微波通信技术领域。

背景技术

在该项目之前的卫星在透明转发器主要通过直通转发实现波束内的信 号转发，采用交链转发实现不同波束间的信号转发，波束间切换关系不可变， 切换的带宽不可变。随着卫星应用需求的发展，对卫星通信系统有了更高的 要求，要求有更大的服务区、更高的增益、更灵活的使用，做到大容量、高 数据率。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种微波开关 矩阵实现的卫星带宽可切换交链转发器，提升了转发器的通道数，在通道间 增加开关矩阵实现方式，提高了通道利用率，使300MHz通道带宽和72MHz 通道带宽能够切换，满足了通道间的灵活组网转发应用。

本发明的技术方案是：一种微波开关矩阵实现的卫星带宽可切换交链转 发器，包括5组输入预选器、5组Ka接收机、5组分路滤波器、开关、8X8 的开关矩阵、4组变频器、5台LTWTA、5组输出滤波器；天线接收到的5 路Ka频段的波束发送给各自对应的Ka频段接收机，Ka频段接收机将波束 再经过发送给各自对应的分路滤波器进行通道划分，划分后的信号通过各自 对应的开关切换成8路信号，之后进入8X8的开关矩阵；从8X8的开关矩 阵输出的8路信号经过各自的变频器进行信号上变频，上变频后的信号再经 过各自的线性化行波管放大器进行信号放大处理后输出。

所述分路滤波器可将通道划分为9路72MHz窄带通道或4路300MHz 宽带通道。

所述8X8开关矩阵包括16个单刀8掷开关模块和对应的控制驱动电路； 采用三维立体结构型，即以单刀8多掷开关为基本电路单元组成立体结构，8 个单刀8掷开关呈水平方向安装，另外8个单刀8掷开关呈垂直方向安装，实 现一体化组装。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明采用8X8微波开关矩阵技术，实现了五个波束的灵活切换；

(2)本发明通过输入多工器对各通道带宽进行划分，采用8X8微波开关 矩阵技术实现了星载窄带72MHz通道和宽带300MHz通道信号间的灵活切 换。

(3)本发明可推广使用，通过开关矩阵的配置和通道带宽的选择，使卫 星转发通道灵活配置，对卫星覆盖区进行灵活调配。

附图说明

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

本项目提出并实施一种基于8x8微波矩阵交换的星载转发器技术，提升 了转发器的通道数，在通道间增加开关矩阵实现通道互相切换，提高通道 利用率，实现了转发通道300MHz带宽和72MHz带宽可切换，满足了Ka 频段点波束通道间的灵活组网转发应用。

该项目提供5个Ka频段的输入端口作为波束输入，5个Ka频段的输出 端口作为波束输出。该项目提供8个窄带通道，每个通道带宽为72MHz。 或者提供4个宽带通道，每个通道带宽为300MHz。每个波束的宽带通道 可以切换为对应的两个窄带通道，并且可通过微波开关矩阵实现各波束之 间的300MHz带宽的4X4通道交换或72MHz带宽的8X8通道交换。

该项目包含5组输入预选器、5组Ka接收机、5组分路滤波器、开关、 8X8的开关矩阵、4组变频器、5台LTWTA、5组输出滤波器。该项目中 的核心部件为8x8微波开关矩阵，由16个单刀8掷开关模块和相应的控制 驱动电路组成。射频方案上采用三维立体结构型，即以单刀多掷开关为基 本电路单元组成立体结构，8个单刀8掷开关呈水平方向安装，8个单刀8 掷开关呈垂直方向安装，一体化组装方式，结构紧凑。该方案的优点是射 频信号的插损小、通道间的幅频特性和相移特性优良，机械结构紧凑合理。 通过RS422总线接口控制8X8的开关矩阵的相应的控制驱动电路，实现开 关矩阵的通道切换。

在该项目设计时，将Ka1～Ka4点波束内接收机输出信号统一在同频段 同一个300MHz频率上，通过窄带分路滤波器，将每个波束分解出2路窄 带72MHz信号，采用分路器及开关将频率高、低端72MHz信号和300MHz 信号送入开关矩阵，72MHz信号与300MHz信号通过开关切换，来选择 进入开关矩阵。其中Ka5的1路72MHz信号可通过开关与Ka4的1路 72MHz信号切换，进入开关矩阵。详细实现如图1所示。通过微波开关矩 阵实现300MHz带宽的4X4通道交换或72MHz带宽的8X8通道交换，信 号输出到Ka1～Ka3和Ka4(Ka5频率复用)，这样就实现了Ka点波束之 间以及波束内的300MHz带宽或72MHz带宽的通道交换，提高通道利用 率，满足了Ka频段点波束通道间的灵活组网转发应用。

表1基于8x8开关矩阵的转发器主要指标

至此，应用本专利设计思路，实现基于8x8微波矩阵交换的星载转发器 技术，300MHz和72MHz交换带宽可灵活切换，通道利用率高，波束间可 灵活切换使用的转发器。目前，该转发器在轨工作正常、性能稳定。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知 技术。