[发明专利]一种U频段微波直接调制系统

说明书

一种U频段微波直接调制系统，包括：C频段本振电路、C频段放大电路、U频段的8倍频电路、U频段的QPSK微波直接调制电路、电平转换电路；C频段本振电路以高稳参考源为输入，对高稳参考源进行取样锁相，产生极低相位噪声的C频段载波；C频段放大电路，对极低相位噪声的C频段载波进行功率放大、隔离后；U频段的8倍频电路，对放大、隔离后的极低相位噪声的C频段载波，进行多次谐波倍频、隔离后，从而产生U频段的载波；电平转换电路将外部数据进行双极性变换，得到双极性电平的数据；U频段的QPSK微波直接调制电路在双极性电平的数据驱动下，调制U频段的载波的相位，实现QPSK调制，得到QPSK调制信号，隔离后输出。

技术领域

本发明涉及一种U频段微波直接调制系统，属于U频段微波直接调制技术领域。

背景技术

在卫星高速数据传输领域，传统使用频率为X频段，伴随着传输速率越来越高，占用带宽越来越高，以及各国发射卫星的数量越来越多，X频段拥挤不堪。目前KA频段作为最解决X频段频率冲突的方案，得到了越来越多的应用。但是面对越来越多的应用，尤其是移动通信卫星星座，目前卫星数量几何级数的增长，例如正在立项的鸿雁星座规模是以千颗为计算，导致一个问题就是千颗卫星间频率干扰问题愈发突出。

在现有技术领域，只有X、KA的微波直接调制器得到了广泛应用、而U频段作为下一阶段微波数传的潜在频率，现在由于频率太高，在各种毫米波微带电路设计方面带来巨大的挑战，现在国内、国外尚无成功的U频段微波直接调制产品，无法实现数据搬移到U频段载波上的调制任务。具体表现为：

(1).国内外尚无成熟的U频段的微波直接调制系统，无法实现基带数据调制到40～60GHz的相位载波上，无法进行U频段的卫星星地、星间的无线数据传输功能。

(2).U频段的载波的相位噪声难以控制，而载波的相位噪声直接和调制性能息息相关，直接影响了无线链路的误码率。传统的电路中，C波段相位噪声基本≤-60dBc/Hz@100Hz，≤-70dBc/Hz@1kHz，≤-80dBc/Hz@10kHz，≤-90dBc/Hz@100kHz，如果在此基础再进行8倍频，则即使只按照理论(不考虑电路非理想性引入的噪声)计算的U频段相位噪声恶化-20log(8)＝20dB，则输出的相位噪声对应≤-40dBc/Hz@100Hz，≤-50dBc/Hz@1kHz，≤-60dBc/Hz@10kHz，≤-70dBc/Hz@100kHz；将会直接引入＞11.3dB的链路损失，是系统无法承受的。

(3).极高频率的毫米波QPSK直接调制版图实现困难，基于传统的板材和电路加工精度的影响，以及毫米波槽线宽度和弧度对调制相位不平衡的严重影响，毫米波的无线串扰问题，毫米波的QPSK直接调制版图实现困难，勉强实现后的版图的性能很差，基本为裸板的指标为幅度不平衡≤3dB,相位不平衡≤15°，基本不能应用于实际U频段的传输。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种U频段微波直接调制系统，将数据直接QPSK调制在U频段，从而能够使系统能够以新的频带U频段进行数据的传输，解决了U频段传输的瓶颈问题。

本发明解决的技术方案为：一种U频段微波直接调制系统，包括：C频段本振电路、C频段放大电路、U频段的8倍频电路、U频段的QPSK微波直接调制电路、电平转换电路；

C频段本振电路以高稳参考源为输入，对高稳参考源进行取样锁相，产生极低相位噪声的C频段载波(优选的频率范围为5～8GHz)，送至C频段放大电路；

C频段放大电路，对极低相位噪声的C频段载波进行功率放大、隔离后，送至U频段的8倍频电路；

U频段的8倍频电路，对放大、隔离后的极低相位噪声的C频段载波，进行8次谐波倍频、隔离后，从而产生U频段的载波，送至U频段的QPSK微波直接调制电路；(U频段的载波优选的频率范围40～60GHz)