接收機高頻頭微波振蕩器的穩(wěn)頻技術

在衛(wèi)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(jù)下變頻的要求，本機振蕩頻率與輸入信號頻率相差一個中頻，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，往往會使本的振頻率產(chǎn)生漂移，從而產(chǎn)生“跑臺”現(xiàn)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(wěn)頻方法有3種：晶振倍頻法、鎖相環(huán)穩(wěn)頻法和高Q值諧振倍頻法，下面分別予以介紹。

1、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晶體振蕩電路，然后利用非線性電路得到該振蕩頻率的高次諧波，通過選頻回路選出該高次諧波分量，再進行放大。由于倍頻的倍數(shù)較大，通常需要使用多級倍頻器級聯(lián)。這種穩(wěn)頻方式雖然能獲得較高的穩(wěn)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。

2、鎖相環(huán)穩(wěn)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，與一個晶體振蕩器產(chǎn)生的基準頻率進行相位比較，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(wěn)頻方法可使微波振蕩器的頻穩(wěn)度與晶振的頻穩(wěn)度保持在同一數(shù)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(wèi)星數(shù)字電視、衛(wèi)星數(shù)字通信等要求較高的場合。在25℃測試條件下，對于C波段、KU波段單本振單極化數(shù)字寬帶鎖相環(huán)高頻頭，采用PLL鎖相技術后，本振穩(wěn)定性較好，一般本振頻率穩(wěn)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(wěn)定度為±500KHZ。

3、高Q值諧振腔穩(wěn)頻法：高Q值諧振腔穩(wěn)頻法不需對振蕩頻率進行分頻或倍頻處理，而直接在工作頻率上對振蕩器進行穩(wěn)頻，穩(wěn)頻效果的好壞與高Q值諧振腔的Q值有關。Q值越高穩(wěn)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(shù)萬。目前，常用的介質諧振器的形狀有方形、圓柱形和圓環(huán)形，圓柱形用得最多。介質諧振器的固有諧振頻率是指介質諧振器處于自由空間時的諧振頻率，實際使用中，當它放置于其他介質材料或導體上時，其諧振頻率就會改變，其原因是有一部分電磁場分布于其外表，當它靠近其他介質或導體時，其外部的電磁場分布規(guī)律就會發(fā)生變化，一般情況下，當它靠近金屬導體時，諧振頻率就會升高，而靠近介質材料時諧振頻率就會下降。我們正是利用這一特性，微小調節(jié)金屬導體與介質振蕩器的距離，便可改變介質振蕩器的諧振頻率。

介質振蕩器與其他電路（如微帶電路）的耦合同樣是利用介質振蕩器外部電磁場分布特性來解決的。利用介質振蕩器的磁場與微帶電路上的微帶線的交鏈實現(xiàn)能量的耦合，耦合的強弱可以通過改變二者的距離來調節(jié)，但介質振蕩器的有載Q值將會下降，使用中必須根據(jù)實際需要進行選擇。

高Q值諧振腔穩(wěn)頻的介質振蕩器的Q值高、體積小，穩(wěn)定度系數(shù)可根據(jù)需要選擇，且成本較為低廉，采用這種介質振蕩器穩(wěn)頻的微波振蕩器，無論在體積、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足衛(wèi)星電視接收的要求。因此，目前絕大多數(shù)衛(wèi)星電視接收機的高頻頭本振都采用這種穩(wěn)頻方法。