卫星电视下变频器(高频头)的工作原理

第一混频器由非线性元件、输入信号与本振信号混合网络及一些附加电路组成，如图5所示。

输入信号与本振信号混合后叠加在非线性元件上，非线性元件通常采用晶体二极管和三极管，使其工作在伏安特性曲线的非线性区。由其非线性作用使输出端产生出和频、差频、倍频等一系列信号，可用滤波器选取所需的差频信号，应能达到混频的目的。实际电路中，常采用二极管阻抗混频器，它的结构简单，便于集成化，工作稳定，噪声系数低，工作频带宽，动态范围大。虽然，这种混频器没有变频增益，只有变频损耗，但这种损耗容易加放大器予以补偿。实际应用中，还要考虑输入信号与本振信号的隔离及对寄生频率的抑制等，通常采用双平衡混频器，它主要由二极管桥和平衡、不平衡变换器组成，电原理图如图6(图中巴仑(balun)为平衡、不平衡线路变压器)所示。

双平衡混频器电原理图

四个特性相同的混频二极管按同一极性顺序连接成环形桥路，输入和本振信号通过变压器耦合，将不平衡的输入变换为平衡输出加到二极管桥的两对角线上，从而总的中频电流等于四个二极管所产生的中频电流的总和。

双平衡混频器具有主要特点如下：

(1)输入信号与本振信号之间有高隔离度；

(2)工作频带宽；

(3)动态范围大，抗过载能力强；

(4)对寄生频率有很好的抑制能力；

(5)能抑制本振引入的噪声。

第一中放也称前置中放，通常是直接和混频器相接的，它的作用是把混频器输出的微弱中频进行放大、以补偿混频器、带通滤波器以及室外、室内单元间连接的高频电缆所引起的衰减。第一中放通常直接采用集成电路块。

由于二次变频式的卫星接收系统第一中频通常选择在1GHz左右，这个频率处于微波放大器和高频放大器的交界处，因而电路结构方式可以用分布参数、集中参数或二者的混合形式三种。

集中参数电路与一般高频放大器基本相同，电路元件用集中参数的电阻、电容和电感，参见图7。

集中参数电路

由于中放是宽频带电路，所以不能使用调谐回路，元件为无引线型，电路尺寸紧凑。但由于R、C元件的离散性，往往难以得到严格符合设计要求的数值，所以单级增益低；但可以用增加级数的方法加以解决，一般由3～4级组成，增益约为20dB。

分布参数的中放电路可以用微带形式实现，参见图8所示。可先测出晶体管的S参数，然后设计微带匹配电路。分布参数电路的优点是电路一致性较好，容易达到单级最佳性能，所以放大器一般是2～3级。

分布参数电路

混合形式的电路是用一部分微带线和部分集中参数元件组成的。当第一级管子的S11值适当时，可用较短的传输线和分支微带组成输入电路，能获得较低的噪声。级间和输出电路可采用微带和集中参数元件的结合。它设计灵活，兼有分布和集中参数电路的优点。

室外单元的直流供电由连接室外单元的75Ω高电缆芯线提供。室内单元的直流电源|稳压器通过高频扼流圈传送给室外单元，它对(3.7～4.2)GHz的微波信号和第一中频信号均无影响。通常16V～24V的电压，一路送去LNA，另一路送到室外单元的稳压电路，稳压后供室外单元其他各级使用。

3卫星电视下变频器的主要技术要求

由于卫星电视接收系统中天线接收到的卫星下行微波信号非常微弱，为保证信号的质量，将接收到的卫星下行频率信号进行放大并变频，C频段卫星电视下变频器应该满足的主要技术要求如下：

(1)振幅—频率特性好。振幅—频率特性是指输入电平恒定下，输入信号频率变化时输出端电平变化的特性，主要包括通频带、功率增益、增益波动及增益斜率几方面。

通频带要求下变频器的输入频段与卫星下行频段一致，输出频段与卫星接收机的输入频段一致，而且下变频器的输入输出频段的带宽一致；

功率增益是指输出功率与输入功率之比；

增益波动是指在中频输出的频带内，最大增益与最小增益之差；

增益斜率是指在中频输出的频带内，单位频带内增益的变化率。