[发明专利]具有含开路或短路传输线的九十度混合耦合器的降频器

说明书

技术领域

本发明涉及降频器，尤其涉及一种在九十度混合耦合器中增加开路传输线或者短路传 输线来增加交叉极化隔离度(CPI)的频宽的卫星降频器。

背景技术

由于卫星通信服务具有宽带、广播以及无国界等特色，近年来对于卫星接收系统的需 求逐年增加。然而卫星频宽资源有限，为了使卫星的频宽能够充分利用，发展出线性极化 以及圆形极化等传送方式。线性极化，又包含垂直线性极化(vertical linear polarization， VLP)以及水平线性极化(horizontal linear polarization，HLP)，其电场的大小随时间变 化，但方向保持在同一方向；而圆形极化又包含右旋圆形极化(right-hand circular polarization，RHCP)以及左旋圆形极化(left-hand circular polarization，LHCP)，其电场 的大小不随时间改变，但方向却随时间变化。一般而言，会依据卫星发射信号的极化形态 以相同极化的天线接收，但也有可能因为接收天线设计限制而使用不同极化种类的天线接 收，例如以线性极化天线接收圆形极化波。在这种应用情况下，由于线性极化天线只能撷 取卫星所发射的右旋圆形极化信号(RHCP signal)以及左旋圆形极化信号(LHCP signal) 相对应的线性极化分量，所以线性极化天线所接收的垂直线性极化信号(VLP signal)以 及水平线性极化信号(HLP signal)经低噪声放大器放大后，必须要经由一个九十度混合 耦合器(90 degree hybrid coupler)再组合成右旋圆形极化信号与左旋圆形极化信号。

请参考图1，图1为公知的九十度混合耦合器100的架构示意图。九十度混合耦合器 100包含一耦合器本体180，而耦合器本体180包含一第一输入端口110、一第二输入端口 120、一第一输出端口130以及一第二输出端口140。当四个端口匹配时，一输入信号S_in由第一输入端口110输入时，则第一输出端口130及第二输出端口140会有大小相等(该 输入信号的二分之一)且相位差90度的信号输出，且无任何信号耦合至第二输入端口120。 在这种公知架构中，第一输入端口110与第二输入端口120的隔离度(isolation)以及第 一输出端口130与第二输出端口140的隔离度对于交叉极化隔离度(cross polarization isolation，CPI)影响很大，若是四个端口彼此隔离度不良时，第一输入端口110会通过一 路径150将信号耦合至第二输入端口120上，造成交叉极化干扰，而第一输出端口130会 通过另一路径160将信号耦合至第二输出端口140，造成另一种交叉极化干扰。

请参考图2，图2为图1所示的九十度混合耦合器100的隔离度示意图。横轴代表的 是频率(Hz)，分布于10GHz至14GHz，而纵轴则是代表隔离度(dB)，假设以隔离度 -18dB为临界值，可以得到九十度混合耦合器100的隔离度的频宽BW1大约为1400MHz。

传统的九十度混合耦合器100具有容易设计以及制造简单等优点，因此时常应用在卫 星降频器中，然而其缺点为无法提供宽频带的良好隔离度，会造成输入端口以及输出端口 的交叉极化干扰，大大地影响到卫星降频器的接收效果。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种具有高频宽的交叉极化隔离度的降频器，以解 决上述的问题。

本发明公开一种降频器，其包含两低噪声放大器、一九十度混合耦合器以及一降频电 路。两低噪声放大器分别用来放大一第一无线信号以及一第二无线信号以产生一第一放大 信号以及一第二放大信号。该九十度混合耦合器用来将该第一放大信号及该第二放大信号 转换成一第一耦合器输出信号及一第二耦合器输出信号。该九十度混合耦合器包含一耦合 器本体、一第一传输线以及一第二传输线。该耦合器本体包含两输入端口以及两输出端口。 该两输入端口分别耦接于该两低噪声放大器，用来接收该第一放大信号以及该第二放大信 号。该两输出端口分别用来输出该第一耦合器输出信号以及该第二耦合器输出信号。该第 一传输线耦接于该耦合器本体。该第二传输线耦接于该耦合器本体，其中该第一、第二传 输线各为一开路传输线或者一短路传输线。该降频电路具有两输入端，分别耦接于该九十 度混合耦合器的该两输出端口，用来将对第一耦合器输出信号以及该第二耦合器输出信号 进行降频。