下变频器、下变频器IC以及用于控制下变频器的方法相关申请交叉引用
将2011年5月16日提交的日本专利申请No.2011-109529的包括
说明书、附图以及摘要的公开内容并入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及下变频器、下变频器IC以及用于控制下变频器的方
法，并且特别涉及用于下变频所接收的偏振波信号的下变频器、下变
频器IC以及用于控制下变频器的方法。
背景技术
为了将所接收的人造卫星波的频率转换成经由电缆可传输的中频
（以下也称为IF频率），采用低噪声块下变频器（LNB下变频器：Low
Noise Block downconverter）。
图14是用于说明专利文献1中公开的卫星接收转换器（下变频器）
的框图。利用图14中所示的卫星接收转换器，经由抛物面天线（未示
出）接收的水平偏振波或垂直偏振波的BS信号被分别从BS信号端子
221、222输入，并且初级的放大器电路223、224以及次级的放大器电
路225分别设置于BS信号端子221、222的后级。初级中相应的放大
器电路223、224放大分别从BS信号端子输入221、222的水平偏振波
或垂直偏振波的BS信号。随后，次级中的放大器电路225进一步放大
初级中的放大器电路223或放大器电路224的输出。
放大器电路223至225每个都是通过利用高电子迁移率晶体管
（HEMT：High Electron Mobility Transistor）等用于在高频下进行操作
的低噪高频放大器。为了使放大器电路223或放大器电路224能够接
收水平偏振波或垂直偏振面波，需要在提供至这些放大器电路的相应
电压之间进行选择性切换。为此，在结合在卫星接收转换器IC 201中
的开关电路310中完成在将要分别提供至放大器电路223和放大器电
路224的电压之间进行选择性切换。更具体地，根据所接收的BS信号
是水平偏振波还是垂直偏振波而分别从端子211、212或端子213、214
提供放大器电路223或放大器电路224所需的电压。此外，为了使次
级中的放大器电路225放大水平偏振波或垂直偏振波的BS信号，在接
收BS信号的同时，始终分别从端子215、216为放大器电路225提供
必要的电压。
放大器电路225的输出进一步由结合在卫星接收转换器IC 201中
的放大器电路311放大，从而通过变频器312转换成处于中频的BS-IF
信号。BS-IF信号进一步由后级放大器电路313放大，且随后通过电容
204从BS-IF信号中去除DC分量，以经由电缆（未示出）发送至BS
调谐器（未示出）。
而且，包括本地振荡电路的PLL电路314输出本地振荡信号以用
于将10.7至12.75GHz范围内的接收频率中的10.7至11.7GHz范围内
的低频带频率和11.7至12.75GHz范围内的高频带频率转换成BS-IF
信号的频率。
将用于控制从BS调谐器接收的偏振波的切换的DC电压信号输入
至开关电路310。更具体地，将13V或双倍的DC电压信号作为电源电
压输入至开关电路310，且开关电路310检测所输入的DC电压信号的
幅值，由此做出使用初级中的哪个放大器电路223、224的决定。
用于根据由开关电路310检测到的DC电压信号的幅值而产生正
和负电压的电压发生源315分别经由端子211至216而为放大器电路
223或放大器电路224以及放大器电路225提供正和负电压。
用于分别在放大器电路223至225中使用的高电子迁移率晶体管
（HEMT）通常通过向栅极端子提供负电压且向漏极端子提供正电压而
启动。例如，在使用放大器电路223的情况下，卫星接收转换器IC 201
从端子213产生负电压，并将该负电压提供给HEMT的栅极端子。卫
星接收转换器IC 201同时从端子214产生正电压，并将该正电压提供
给HEMT的漏极端子。对于向此时不使用的放大器224的电压供应，
分别从端子211、212提供用于使放大器电路224中的HEMT截止的电
压。
利用上述构造，将放大器电路223的输出信号提供给放大器电路
225。放大器电路225也如放大器电路223的情况而被启动，且将从卫
星接收转换器IC 201的端子215输出的负电压提供给HEMT的栅极端
子。同时将从端子216输出的正电压提供给HEMT的漏极端子。如上
操作，将由放大器电路225放大的BS信号提供至卫星接收转换器IC
201的放大器电路311。
在使用放大器电路224的情况下，卫星接收转换器IC 201从端子
211产生负电压，并将该负电压提供给HEMT的栅极端子。同时，卫
星接收转换器IC 201从端子212产生正电压，并将该正电压提供给
HEMT的漏极端子。此时，将用于截止放大器电路223中使用的HEMT
的电压提供给不使用的放大器电路223。
对于图14中所示的卫星接收转换器，用于在放大器电路223和放
大器电路224之间切换的开关电路310被结合在卫星接收转换器IC 201
中。即，卫星接收转换器IC 201设置有用于产生用于启动放大器电路
223或放大器电路224的负电压的电路，以便接收水平偏振波或垂直偏
振波。
此外，在专利文献2中公开了一种技术，其涉及一种能提高全体
LNB的隔离的下变频器。在专利文献3中公开了一种技术，其涉及一
种能从多个信道单独接收相应信号的调谐器装置。在非专利文献1中
公开了一种技术，其涉及一种通用单一类型LNB。
【专利文献1】
日本未审查专利公开No.2010-268296
【专利文献2】
日本未审查专利公开No.2002-190749
【专利文献3】
日本未审查专利公开No.2003-198401
【非专利文献1】
Tino Copani，“A 12-GHz Silicon Bipolar Dual-Conversion Receiver
for Digital Satellite Applications（用于数字卫星应用的12-GHz硅双极
双转换接收器）”，IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS，第
40卷，第6期，2005年6月
发明内容
在利用专利文献1中公开的下变频器IC构成通用双下变频器的情
况下，例如可以设想采用图9中所示的构造（图9中所示构造是本申
请的发明人所设计的构造）。就此而论，“通用双”是指例如DisEqc
（Digital Satellite Equipment Control：数字卫星设备控制）的规范中所
述的、能够输出两个中频信号的构造。对于图9中所示的下变频器，
由一个抛物面天线接收水平偏振波信号（H）105和垂直偏振波信号（V）
106，且下变频后的中频信号OUT101、OUT102分别从下变频器电路
101、102输出。
图9中所示的下变频器设置有放大单元103以及下变频器电路
101、102。放大单元103设置有用于分别放大由抛物面天线104接收
的水平偏振波信号105和垂直偏振波信号106的多个放大器（低噪声
放大器（LNA：Low Noise Amplifier））。
通过LNA111放大由抛物面天线104接收的水平偏振波信号105，
以将其输出至LNA113和LNA114。LNA113放大已经由LNA111放大
的水平偏振波信号以随后将其输出至下变频器电路101的输入端子
131。LNA114放大已经由LNA111放大的水平偏振波信号以随后将其
输出至下变频器电路102的输入端子141。
通过LNA112放大由抛物面天线104接收的垂直偏振波信号106，
以将其输出至LNA115和LNA116。LNA115放大已经由LNA112放大
的垂直偏振波信号，以随后将其输出至下变频器电路101的输入端子
131。LNA116放大已经由LNA112放大的垂直偏振波信号以随后将其
输出至下变频器电路102的输入端子141。
更具体地，经由LNA111和LNA113将水平偏振波信号105提供
至下变频器电路101的输入端子131，同时经由LNA112和LNA115将
垂直偏振波信号106提供至下变频器电路101的输入端子131。此外，
经由LNA111和LNA114将水平偏振波信号105提供至下变频器电路
102的输入端子141，同时经由LNA112和LNA116将垂直偏振波信号
106提供至下变频器电路102的输入端子141。
下变频器电路101包括基准信号发生器115，本地振荡器116，频
率转换器117，LNA偏压电路118以及控制电路119。基准信号发生器
115包括晶体振荡电路REF111和缓冲器B 111。晶体振荡电路REF111
产生具有预定基准频率的基准信号154，并将该基准信号154输出至本
地振荡器116。就此而论，晶体振荡电路REF111通过利用耦合至端子
133的石英共振器X’tal（111）产生基准信号154。本地振荡器116
利用基准信号154产生本地振荡频率信号153。
频率转换器117设置有前置放大器AMP111，混频器MIXER111，
低通滤波器F111以及IF放大器AMP112。前置放大器AMP111放大
输入至输入端子131的水平偏振波信号或垂直偏振波信号，以将其输
出至混频器MIXER111。混频器MIXER111利用从本地振荡器116输
出的本地振荡频率信号153下变频从前置放大器AMP111输出的放大
的水平偏振波信号或放大的垂直偏振波信号。其不需要的分量由滤波
器F111去除后，下变频后的水平偏振波信号或下变频后的垂直偏振波
信号进一步由IF放大器AMP112放大，以从输出端子132输出为中频
信号OUT101。
LNA偏压电路118经由端子137为LNA111提供电能，通过端子
136为LNA113提供电能，且经由端子138为LNA115提供电能。控制
电路119根据从控制信号输入端子135输入的Tone/Pola信号控制LNA
偏压电路118和本地振荡器116。
图10是示出Tone/Pola信号的一个实例的示意图。如图10中所示，
Pola（Polarization：偏振）信号是例如在13V或18V的DC电压信号。
此外，Tone信号是AC分量（22kHz）的信号，且其叠加在表示DC分
量的Pola信号上。
如图10中所示，如果Tone/Pola信号的DC分量是18V，则控制
电路119控制LNA偏压电路118以将水平偏振波信号提供至下变频器
电路101的输入端子131。另一方面，如果Tone/Pola信号的DC分量
是13V，则控制电路119控制LNA偏压电路118以将垂直偏振波信号
提供至下变频器电路101的输入端子131。
此外，如果作为Tone/Pola信号的AC分量的、在22kHz下的信号
被提供，则控制电路119控制本地振荡器116使得输出在高频带中的
本地振荡频率信号153（10.6GHz）。另一方面，如果Tone/Pola信号
的AC分量处于关断状态时，控制电路119控制本地振荡器116使得输
出在低频带中的本地振荡频率信号153（9.75GHz）。
下变频器电路102包括基准信号发生器125，本地振荡器126，频
率转换器127，LNA偏压电路128以及控制电路129。这里，下变频器
电路102与下变频器电路101的构造相同，因此省略其重复描述。LNA
偏压电路128经由端子148为LNA112提供电能，经由端子146为
LNA114提供电能并经由端子147为LNA116提供电能。
图11是用于说明为图9中所示的下变频器提供电能以及
Tone/Pola信号的示意图。中频信号OUT101在下变频器电路101中经
过降频、由电容C112去除DC分量、并经由电缆提供至调谐器（调谐
器101）。同时，调谐器（调谐器101）经由与用于传输中频信号OUT101
相同的电缆为下变频器电路101提供电能和Tone/Pola信号。这里，
Tone/Pola信号的DC分量（13V或18V）用作提供给下变频器电路101
的电能。
经由带状线SL112将Tone/Pola信号的DC分量（13V或18V）提
供至调节器REG111。调节器REG111将13V或18V的电压调整为与
下变频器电路101的最大额定值匹配的电压，以提供至下变频器电路
101的电源端子VDD。
此外，经由带状线SL111将Tone/Pola信号提供至电阻R112和电
容C111。这里，Tone/Pola信号的DC分量分别由电阻R112和电阻R111
的作用而被分压。更具体地，利用电阻R112和电阻R111将Pola信号
降至与下变频器电路101的最大额定值匹配的电压，以递送至控制信
号输入端子135。另一方面，Tone信号通过电容C111，且在下变频器
电路101中检测是否存在脉冲。
此外，经由LNA偏压电路118将电能提供至放大单元103中的
LNA111、LNA113和LNA115。此外，为下变频器电路102提供电能
以及Tone/Pola信号的情况与为下变频器电路101提供电能和Tone/Pola
信号的情况相同。
图12是用于说明图9中所示的下变频器的操作的图表。在没有输
出中频信号OUT101、OUT102的情况下，来自调谐器（调谐器101，
调谐器102）的电能未被分别提供至下变频器电路101，102，且因此，
下变频器电路101，102关断。因此，LNA111至116也关断。
另一方面，在输出中频信号OUT101、OUT102的情况下，经由
LNA111和LNA113将水平偏振波信号105提供至下变频器电路101或
经由LNA112和LNA116将垂直偏振波信号106提供至下变频器电路
102。此外，经由LNA111和LNA114将水平偏振波信号105提供至下
变频器电路102或经由LNA112和LNA116将垂直偏振波信号106提
供至下变频器电路102。在这种情况下，LNA111和LNA112两者始终
处于接通状态。
如果Pola信号为高（18V），则LNA113接通且LNA115关断，
因此，将水平偏振波信号105提供至下变频器电路101。另一方面，如
果Pola信号为低（13V），则LNA113关断且LNA115接通，因此，
将垂直偏振波信号106提供至下变频器电路101。
类似地，如果Pola信号为高（18V），则LNA114接通且LNA116
关断，因此，将水平偏振波信号105提供至下变频器电路102。另一方
面，如果Pola信号为低（13V），则LNA114关断且LNA116接通，
此后，将垂直偏振波信号106提供至下变频器电路102。
此外，如图12中所示，如果Tone信号处于关断状态，则输出低
频带（9.75GHz）的信号分别作为本地振荡频率信号153、163。另一
方面，如果叠加22kHz的Tone信号，则输出高频带（10.6GHz）的信
号分别作为本地振荡频率信号153、163。此外，在输出中频信号
OUT101、OUT102的情况下，来自调谐器（调谐器101、调谐器102）
的电能被分别提供至下变频器电路101、102。
以下参考图13，在下文中说明仅输出中频信号OUT101、或仅输
出中频信号OUT102的情况。如果仅输出中频信号中的一个，则关断
没有输出中频信号中的另一个的下变频器电路。由此可降低下变频器
的功耗。
首先在下文说明输出中频信号OUT101而不输出中频信号
OUT102的情况（OUT101接通，OUT102关断）。在该情况下，在
LNA111和LNA113两者处于接通状态时将水平偏振波信号105提供至
下变频器电路101。一方面，如果未输出中频信号OUT102，则来自图
11中所示的调谐器（调谐器102）的电能未被提供至下变频器电路102。
为此，电能没有被提供至LNA112以用于放大垂直偏振波信号106，使
得垂直偏振波信号106未被提供至下变频器电路101。
以下说明输出中频信号OUT102而不输出中频信号OUT101的情
况（OUT101关断，且OUT102接通）。在该情况下，在LNA112和
LNA116两者处于接通状态时将垂直偏振波信号106提供至下变频器电
路102。一方面，如果未输出中频信号OUT101，则来自图11中所示
的调谐器（调谐器101）的电能未被提供至下变频器电路101。为此，
电能没有被提供至LNA111以用于放大水平偏振波信号105，使得水平
偏振波信号105未被提供至下变频器电路102。
换言之，对于图9中所示的下变频器，利用下变频器电路102的
LNA偏压电路128为LNA112提供电能。为此，如果下变频器电路102
关断，则将致使LNA偏压电路128也被关断，由此也中断向LNA112
供电，以致垂直偏振波信号106不可能被输出至下变频器电路101。
类似地，对于图9中所示的下变频器，利用下变频器电路101的
LNA偏压电路118为LNA111提供电能。为此，如果下变频器电路101
关断，则将致使LNA偏压电路118也被关断，由此也中断向LNA111
供电，以致水平偏振波信号105不可能被输出至下变频器电路102。这
可归因于下变频器电路101、102共享LNA111和LNA112。
因此，在利用专利文献1中公开的下变频器IC构成通用双下变频
器的情况下，会遇到如下问题，即如果下变频器电路（101或102）中
的任何一个关断，则下变频器不能正常操作。
根据本发明的第一方面，一种下变频器设置有放大单元、第一下
变频器电路以及第二下变频器电路；放大单元至少包括用于接收第一
偏振波信号的第一放大器以及用于接收第二偏振波信号的第二放大
器；第一下变频器电路包括用于产生具有第一基准频率的第一基准信
号的第一基准信号发生器，用于利用第一基准信号产生第一本地振荡
频率信号的第一本地振荡器，用于利用第一本地振荡频率信号将由放
大单元放大的信号转换成中频的第一频率转换器，用于为第一放大器
提供电能的第一偏压电路，以及用于根据第一控制信号控制第一基准
信号发生器、第一本地振荡器、第一频率转换器和第一偏压电路的第
一控制电路；第二下变频器电路包括用于产生具有第二基准频率的第
二基准信号的第二基准信号发生器，用于利用第二基准信号产生第二
本地振荡频率信号的第二本地振荡器，用于利用第二本地振荡频率信
号将由放大单元放大的信号转换成中频的第二频率转换器，用于为第
二放大器提供电能的第二偏压电路，以及根据第二控制信号控制第二
基准信号发生器、第二本地振荡器、第二频率转换器和第二偏压电路
的第二控制电路。如果第一控制信号是指示省电模式的信号，则第一
控制电路使第一本地振荡器和第一频率转换器两者都处于非操作状
态，并控制第一偏压电路以便为第一放大器提供电能，且如果第二控
制信号是指示省电模式的信号，则第二控制电路使第二本地振荡器和
第二频率转换器两者都处于非操作状态，并控制第二偏压电路以便为
第二放大器提供电能。
利用本发明的下变频器，如果第一控制信号是指示省电模式的信
号，则使第一本地振荡器和第一频率转换器两者都处于非操作状态，
且控制第一偏压电路以便为第一放大器提供电能，而如果第二控制信
号是指示省电模式的信号，则使第二本地振荡器和第二频率转换器两
者都处于非操作状态，且控制第二偏压电路以便为第二放大器提供电
能。因此，即使第一下变频器电路处于省电模式，也可接通第一放大
器，从而偏振波信号可以被提供至第二下变频器电路。此外，即使第
二下变频器电路处于省电模式，也可接通第二放大器，从而偏振波信
号可以被提供至第一下变频器电路。因此，即使在利用多个下变频器
电路构成通用双下变频器的情况下，也能提供可正常操作的下变频器。
根据本发明的第二方面，一种下变频器IC设置有用于产生具有预
定基准频率的基准信号的基准信号发生器，用于利用基准信号产生本
地振荡频率信号的本地振荡器，用于利用本地振荡频率信号将由放大
器放大的偏振信号转换成中频的频率转换器，用于为放大器提供电能
的偏压电路以及用于根据第一信号控制基准信号发生器、本地振荡器、
频率转换器以及偏压电路的控制电路。如果控制信号是指示省电模式
的信号，则控制电路使本地振荡器和频率转换器两者都处于非操作状
态，且控制偏压电路以便为放大器提供电能。
一种用于控制下变频器的方法，该下变频器设置有放大单元，第
一下变频器电路以及第二下变频器电路；放大单元至少包括用于接收
第一偏振波信号的第一放大器以及用于接收第二偏振波信号的第二放
大器；第一下变频器电路包括用于产生具有第一基准频率的第一基准
信号的第一基准信号发生器，用于利用第一基准信号产生第一本地振
荡频率信号的第一本地振荡器，用于利用第一本地振荡频率信号将由
放大单元放大的信号转换成中频的第一频率转换器，用于为第一放大
器提供电能的第一偏压电路，以及用于根据第一控制信号控制第一基
准信号发生器、第一本地振荡器、第一频率转换器以及第一偏压电路
的第一控制电路；第二下变频器电路包括用于产生具有第二基准频率
的第二基准信号的第二基准信号发生器，用于利用第二基准信号产生
第二本地振荡频率信号的第二本地振荡器，用于利用第二本地振荡频
率信号将由放大单元放大的信号转换成中频的第二频率转换器，用于
为第二放大器提供电能的第二偏压电路，以及根据第二控制信号控制
第二基准信号发生器、第二本地振荡器、第二频率转换器以及第二偏
压电路的第二控制电路。该方法包括：如果第一控制信号是指示省电
模式的信号，则使第一本地振荡器和第一频率转换器两者都处于非操
作状态，控制第一偏压电路以便为第一放大器提供电能，且如果第二
控制信号是指示省电模式的信号，则使第二本地振荡器和第二频率转
换器两者都处于非操作状态，控制第二偏压电路以便为第二放大器提
供电能。
根据本发明，利用用于控制下变频器的方法，如果第一控制信号
是指示省电模式的信号，则使第一本地振荡器和第一频率转换器两者
都处于非操作状态，且控制第一偏压电路以便为第一放大器提供电能，
而如果第二控制信号是指示省电模式的信号，则使第二本地振荡器和
第二频率转换器两者都处于非操作状态，且控制第二偏压电路以便为
第二放大器提供电能。因此，即使第一下变频器电路处于省电模式，
也可接通第一放大器，从而偏振波信号可以被提供至第二下变频器电
路。此外，即使第二下变频器电路处于省电模式，也可接通第二放大
器，从而偏振波信号可以被提供至第一下变频器电路。因此，即使在
利用多个下变频器电路构成通用双下变频器的情况下，也能提供可正
常操作的下变频器。
本发明可提供即使在利用多个下变频器电路构成通用双下变频器
的情况下也正常可操作的下变频器以及下变频器IC，且提供用于控制
该下变频器的方法。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的下变频器的框图；
图2是说明为根据第一实施例的下变频器提供电能以及Tone/Pola
信号的情况的示意图；
图3是说明根据第一实施例的下变频器的操作的框图；
图4是说明根据第一实施例的下变频器的操作的图表；
图5是说明用于根据第一实施例的下变频器的Tone/Pola信号的示
意图；
图6是示出根据第一实施例的下变频器的本地振荡器的一个实例
的框图；
图7是示出1/1.6分频器的一个实例的框图；
图8是示出根据本发明第二实施例的下变频器的框图；
图9是用于说明本发明要解决的问题的示意图；
图10是说明用于图9中所示的下变频器的Tone/Pola信号的示意
图；
图11是说明为图9中所示的下变频器提供电能以及Tone/Pola信
号的情况的示意图；
图12是说明图9中所示的下变频器的操作的图表；
图13是说明图9中所示的下变频器的另一操作的图表；
图14是说明专利文献1中公开的下变频器的框图。
具体实施方式
以下，参考附图说明本发明的实施例
第一实施例
图1是示出根据本发明第一实施例的下变频器的框图。图1中所
示的下变频器是例如在DisEqc（数字卫星设备控制）的规范中记载的、
能够输出两个中频信号的通用双构造的下变频器。更具体地，利用图1
中所示的下变频器，由一个抛物面天线4接收的水平偏振波信号（H）
5和垂直偏振波信号（V）6，且下变频后的中频信号OUT1、OUT2分
别从下变频器电路1、2输出。
图1中所示的下变频器设置有放大单元3、下变频器电路1以及
下变频器电路2。在这种情况下，下变频器电路1、2每个都形成在例
如一个IC芯片上。即，能够输出两个中频信号的通用双构造的下变频
器可以由两个IC芯片（下变频器电路）构成。
放大单元3包括用于分别放大由抛物面天线4接收的水平偏振波
信号5以及垂直偏振波信号6的多个放大器（低噪声放大器（LNA：
Low Noise Amplifier））。这里，对于LNA中的每一个，可以例如利
用高电子迁移率晶体管（HEMT）制成。
通过LNA1（第一放大器）放大由抛物面天线4接收的水平偏振
波信号5，以将其输出至LNA3（第三放大器）以及LNA4（第四放大
器）。LNA3放大由LNA1放大的水平偏振波信号以将其输出至下变频
器电路1的输入端子31。LNA4放大由LNA1放大的水平偏振波信号
以将其输出至下变频器电路2的输入端子41。
通过LNA2（第二放大器）放大由抛物面天线4接收的垂直偏振
波信号6，以将其输出至LNA5（第五放大器）以及LNA6（第六放大
器）。LNA5放大由LNA2放大的垂直偏振波信号以将其输出至下变频
器电路1的输入端子31。LNA6放大由LNA2放大的垂直偏振波信号
以将其输出至下变频器电路2的输入端子41。
更具体地，经由LNA1和LNA3将水平偏振波信号5提供至下变
频器电路1的输入端子31，同时经由LNA2和LNA5将垂直偏振波信
号6提供至下变频器电路1的输入端子31。此外，经由LNA1和LNA4
将水平偏振波信号5提供至下变频器电路2的输入端子41，同时经由
LNA2和LNA6将垂直偏振波信号6提供至下变频器电路2的输入端子
41。
下变频器电路1（第一下变频器电路）包括基准信号发生器15（第
一基准信号发生器），本地振荡器16（第一本地振荡器），频率转换
器17（第一频率转换器），LNA偏压电路18（第一偏压电路）以及控
制电路19（第一控制电路）。
基准信号发生器15包括晶体振荡电路REF 11以及缓冲器B11。晶
体振荡电路REF11产生具有预定基准频率的基准信号54（第一基准信
号），并将基准信号54输出至本地振荡器16。就此而论，晶体振荡电
路REF11通过利用耦合至端子33的石英共振器X’tal（11）产生基准
信号54。本地振荡器16利用基准信号54产生本地振荡频率信号53。
频率转换器17设置有前置放大器AMP11，混频器MIXER11，低
通滤波器F11以及IF放大器AMP12。前置放大器AMP11放大输入至
输入端子31的水平偏振波信号或垂直偏振波信号，以将其输出至混频
器MIXER11。混频器MIXER11利用从本地振荡器16输出的本地振荡
频率信号53下变频从前置放大器AMP11输出的放大的水平偏振波信
号或放大的垂直偏振波信号。其不需要的分量由滤波器F11去除后，
下变频后的水平偏振波信号或下变频后的垂直偏振波信号进一步由IF
放大器AMP12放大，以从输出端子32输出为中频信号OUT1。
LNA偏压电路18经由端子37为LNA1提供电能，经由端子36
为LNA3提供电能，且经由端子38为LNA5提供电能。控制电路19
根据从控制信号输入端子35输入的Tone/Pola信号59控制基准信号发
生器15，本地振荡器16，频率转换器17以及LNA偏压电路18。
下变频器电路2（第二下变频器电路）包括基准信号发生器25（第
二基准信号发生器），本地振荡器26（第二本地振荡器），频率转换
器27，LNA偏压电路28（第二LNA偏压电路）以及控制电路29（第
二控制电路）。基准信号发生器25包括晶体振荡电路REF21以及缓冲
器B21。
晶体振荡电路REF21产生具有预定基准频率的基准信号64（第二
基准信号），并将基准信号64输出至本地振荡器26。就此而论，晶体
振荡电路REF21通过利用耦合至端子43的石英共振器X’tal（21）产
生基准信号64。基准信号64通常在频率方面与基准信号54相同。本
地振荡器26利用基准信号64产生本地振荡频率信号63。
频率转换器27设置有前置放大器AMP21，混频器MIXER 21，低
通滤波器F21以及IF放大器AMP22。前置放大器AMP21放大输入至
输入端子41的水平偏振波信号或垂直偏振波信号，以将其输出至混频
器MIXER 21。混频器MIXER 21利用从本地振荡器26输出的本地振
荡频率信号63下变频从前置放大器AMP21输出的放大的水平偏振波
信号或放大的垂直偏振波信号。其不需要的分量由滤波器F21去除后，
下变频后的水平偏振波信号或下变频后的垂直偏振波信号进一步由IF
放大器AMP22放大，以从输出端子42输出为中频信号OUT2。
LNA偏压电路28经由端子48为LNA2提供电能，经由端子46
为LNA4提供电能，且经由端子47为LNA6提供电能。控制电路29
根据从控制信号输入端子45输入的Tone/Pola信号69控制基准信号发
生器25，本地振荡器26，频率转换器27以及LNA偏压电路28。
图2是示出用于根据本实施例的下变频器中的Tone/Pola信号的一
个实例的示意图。如图2中所示，Pola（偏振）信号例如是18V的DC
电压信号，13V的DC电压信号或小于10V的DC电压信号。这里，提
供小于10V的DC电压信号的情况通常是指未提供Pola信号的情况，
即未供给Pola信号的DC电压的情况。换言之，提供小于10V的DC
电压信号的情况是DC分量没有从图3中所示的调谐器提供至下变频器
电路的情况。在DC分量没有从图3中所示的调谐器提供至下变频器电
路的情况下，经由电阻R11、R12在控制信号输入端子35检测的电压
理想地为0V。以下说明未提供Pola信号的情况，作为提供小于10V
的DC电压信号的情况的代表性实例。
如果Pola信号（第一模式选择信号）是18V的DC电压信号，则
控制电路19控制LNA偏压电路18使得将水平偏振波信号提供至下变
频器电路1的输入端子31。如果Pola信号是13V的DC电压信号，控
制电路19控制LNA偏压电路18使得将垂直偏振波信号提供至下变频
器电路1的输入端子31。此时，下变频器电路1的操作模式是正常操
作模式。另一方面，如果未提供Pola信号，则下变频器电路1转入省
电模式。如果下变频器电路1处于省电模式，则控制电路19使本地振
荡器16和频率转换器17两者都处于非操作模式，而保持LNA偏压电
路18和基准信号发生器15内的晶体振荡电路REF11处于操作模式。
因为基准信号发生器15中的缓冲器B11是将晶体振荡电路REF11产
生的信号输出至外部的电路，所以对于图2中所示的构造，缓冲器B11
总是保持在非操作状态下。
此外，如果Pola信号（第二模式选择信号）是18V的DC电压信
号，则控制电路29控制LNA偏压电路28使得将水平偏振波信号提供
至下变频器电路2的输入端子41。如果Pola信号是13V的DC电压信
号，控制电路29控制LNA偏压电路28使得将垂直偏振波信号提供至
下变频器电路2的输入端子41。此时，下变频器电路2的操作模式是
正常操作模式。另一方面，如果未提供Pola信号，则下变频器电路2
转入省电模式。如果下变频器电路2处于省电模式，则控制电路29使
本地振荡器26和频率转换器27两者都处于非操作模式，而保持LNA
偏压电路28和基准信号发生器25内的晶体振荡电路REF21处于操作
模式。对于图2中所示的构造，缓冲器B21通常保持在非操作状态下。
如图2中所示，Tone信号是AC分量（22kHz）的信号且其叠加
在表示DC分量的Pola信号上。在22kHz的Tone信号（第一频带选择
信号）被提供作为Tone/Pola信号的AC分量的情况下，控制电路19
控制本地振荡器16使得能够输出在高频带（例如，在Ku频带的情况
下为10.6GHz）中的本地振荡频率信号53。另一方面，如果Tone/Pola
信号的AC分量处于关断状态，则控制电路19控制本地振荡器16使得
能够输出在低频带（例如，在Ku频带的情况下为9.75GHz）中的本地
振荡频率信号53。
类似地，在22kHz的Tone信号（第二频带选择信号）被提供作为
Tone/Pola信号的AC分量的情况下，控制电路29控制本地振荡器26
使得能够输出在高频带（例如，10.6GHz）中的本地振荡频率信号63。
另一方面，如果Tone/Pola信号的AC分量处于关断状态，则控制电路
29控制本地振荡器26使得能够输出在低频带（例如，9.75GHz）中的
本地振荡频率信号63。
利用图9中所示的下变频器，仅使用18V的DC电压信号和13V
的DC电压信号。相反，利用根据本实施例的下变频器，在DC电压信
号小于10V（通常如果未提供Pola信号）同时使用18V的DC电压信
号和13V的DC电压信号的情况下重新设定省电模式。更具体地，利
用根据本实施例的下变频器，如果Pola信号以两比特表示，则控制电
路119、129每个都可以检测操作的三个状态，包括（1）提供水平偏
振波信号的情况（正常操作模式），（2）提供垂直偏振波信号的情况
（正常操作模式），以及（3）省电模式。
图6是示出根据本实施例的下变频器的本地振荡器16的一个实例
的框图（对本地振荡器26同样适用）。如图6中所示，本地振荡器16
设置有相位比较器PFD，低通滤波器LPF，压控振荡器VCO11以及多
个分频器FD。
相位比较器PFD接收晶体振荡电路REF 11产生的基准信号54以
及经过由分频器FD分频的信号，输出将上述信号之间的相位差转换成
电压而获得的信号。低通滤波器LPF去除从相位比较器PFD输出的信
号中不需要的分量。压控振荡器VCO11根据从低通滤波器LPF输出的
信号的电压控制输出信号的频率。将压控振荡器VCO11产生的输出信
号输出为本地振荡频率信号53。
此外，从压控振荡器VCO11输出的本地振荡频率信号53由通过
分频器FD（1/4）、分频器FD（1/2）以及分频器FD（1/39）的第
一路径或通过分频器FD（1/4）、分频器FD（1/1.6）以及分频器
FD（1/53）的第二路径经历分频。第一路径和第二路径之间的切换可
以通过利用从控制电路19输出的控制信号接通或关断开关SW11和
SW12两者而执行。
在基准信号54的频率是31.25MHz的情况下，10.6GHz（=31.25
MHz ×4×2×39）的本地振荡频率信号（低频带）53可以由控制电路19
选择第一路径产生。另一方面，如果控制电路19选择了第二路径，则
可以产生9.75GHz（=31.25MHz×4×1.6×53）的本地振荡频率信号
（高频带）。
这里，分频器FD（1/1.6）可以利用例如图7中所示的分频器FD
（1/2）、分频器FD（1/4）以及镜频抑制混频器IRM构成。
图3是说明为图1中所示的下变频器提供电能以及Tone/Pola信号
的情况的示意图。在下变频器电路1中经过降频的、其DC分量通过电
容C12去除的中频信号OUT1经由电缆提供至调谐器（调谐器1：第一
调谐器）。同时，调谐器（调谐器1）经由在传输中频信号OUT1中使
用的相同电缆为下变频器电路1提供电能和Tone/Pola信号。这里，向
下变频器电路1提供Tone/Pola信号的DC分量（18V的DC电压信号，
13V的DC电压信号或小于10V的DC电压信号（通常为0V，在该情
况下，未供给DC分量）），该DC分量用作电源。
经由带状线SL12将Tone/Pola信号的DC分量（13V或18V）提
供至调节器REG11（第一调节器）。调节器REG11将13V或18V的
电压调整为与下变频器电路1的最大额定值匹配的电压，以随后提供
至下变频器电路1的电源端子VDD。
此外，经由带状线SL11将Tone/Pola信号提供至电阻R12和电容
C11。这里，Pola信号的DC分量由电阻R11和电阻R12的作用而被分
压。更具体地，利用电阻R11和电阻R12将Pola信号降至与下变频器
电路1的最大额定值匹配的电压，以递送至控制信号输入端子35。另
一方面，Tone信号通过电容C11，且在下变频器电路1中检测是否存
在脉冲。此外，经由LNA偏压电路18为设置在放大单元3中的LNA1、
LNA3和LNA5提供电能。
类似地，在下变频器电路2中经过降频的、其DC分量通过电容
C22去除的中频信号OUT2经由电缆提供至调谐器（调谐器2：第二调
谐器）。同时，调谐器（调谐器2）经由在传输中频信号OUT2中使用
的相同电缆为下变频器电路2提供电能和Tone/Pola信号。这里，向下
变频器电路2提供Tone/Pola信号的DC分量（18V的DC电压信号，
13V的DC电压信号或小于10V的DC电压信号（通常为0V，在该情
况下，未供给DC分量）），该DC分量用作电源。
经由带状线SL22将Tone/Pola信号的DC分量（13V或18V）提
供至调节器REG21（第二调节器）。调节器REG21将13V或18V的
电压调整为与下变频器电路2的最大额定值匹配的电压，以随后提供
至下变频器电路2的电源端子VDD。
此外，经由带状线SL21将Tone/Pola信号提供至电阻R22和电容
C21。这里，Pola信号的DC分量由电阻R21和电阻R22的作用而被分
压。更具体地，利用电阻R21和电阻R22将Pola信号降至与下变频器
电路2的最大额定值匹配的电压，以递送至控制信号输入端子45。另
一方面，Tone信号通过电容C21，且在下变频器电路2中检测是否存
在脉冲。此外，经由LNA偏压电路28为放大单元3中的LNA2、LNA4
和LNA6提供电能。
现在，在根据本实施例的下变频器中，也可将电能从调节器REG11
提供至下变频器电路2的电源端子VDD。此外，也可将电能从调节器
REG21提供至下变频器电路1的电源端子VDD。即，在根据本实施例
的下变频器中，如果没有向下变频器电路1提供电能，换言之，如果
没有向下变频器电路1提供Tone/Pola信号，则电能不能被从调节器
REG11提供至下变频器电路1的电源端子VDD。但是在这种情况下，
因为电能被提供至下变频器电路2（即，用作电能的Tone/Pola信号的
DC分量（13V或18V）被提供至下变频器电路2），所以可将电能从
调节器REG21提供至下变频器电路1的电源端子VDD。
类似地，如果没有向下变频器电路2提供电能，即，如果没有向
下变频器电路2提供Tone/Pola信号，则电能不能从调节器REG21被
提供至下变频器电路2的电源端子VDD。但是在这种情况下，因为电
能被提供至下变频器电路1（即，用作电能的Tone/Pola信号的DC分
量（13V或18V）被提供至下变频器电路1），所以可将电能从调节器
REG11提供至下变频器电路2的电源端子VDD。
图4是说明图1中所示的下变频器的操作的图表。如果未输出中
频信号OUT1、OUT2，则电能没有从调谐器（调谐器1、调谐器2）分
别提供至下变频器电路1、2，因此下变频器电路1、2都处于关断状态。
因此，LNA1至6也处于关断状态。
另一方面，如果输出中频信号OUT1、OUT2，水平偏振波信号5
经由LNA1和LNA3被提供至下变频器电路1，或垂直偏振波信号6经
由LNA2和LNA5被提供至下变频器电路1。此外，水平偏振波信号5
经由LNA1和LNA4被提供至下变频器电路2，或垂直偏振波信号6经
由LNA2和LNA6被提供至下变频器电路2。在这种情况下，LNA1和
LNA2始终处于接通状态。
此外，如果Pola信号为高（18V），则LNA3接通且LNA5关断，
因此，将水平偏振波信号5提供至下变频器电路1。另一方面，如果
Pola信号为低（13V），则LNA3关断且LNA5接通，因此，将垂直偏
振波信号6提供至下变频器电路1。对于LNA1、LNA3和LNA5，在
其接通状态和关断状态之间切换分别可以通过在是否存在来自LNA偏
压电路18的供电之间切换而执行。此外，是否存在来自LNA偏压电
路18供电与否可由从控制电路19输入的控制信号控制。
类似地，如果Pola信号为高（18V），则LNA4接通且LNA6关
断，因此，将水平偏振波信号5提供至下变频器电路2。另一方面，如
果Pola信号为低（13V），LNA4关断且LNA6接通，因此，将垂直偏
振波信号6提供至下变频器电路2。对于LNA2、LNA4和LNA6，在
其接通状态和关断状态之间切换分别可通过在是否存在来自LNA偏压
电路28的供电之间切换而执行。此外，是否存在来自LNA偏压电路
28的供电可由从控制电路29输入的控制信号控制。
此外，如图4中所示，如果Tone信号处于关断状态，则低频带（9.75
GHz）的信号被分别输出作为本地振荡频率信号53、63。另一方面，
如果叠加22kHz的Tone信号，则高频带（10.6GHz）的信号被分别输
出作为本地振荡频率信号53、63。此外，如果输出中频信号OUT1、
OUT2，则电能从调谐器（调谐器1，调谐器2）被分别提供至下变频
器电路1、2。
以下参考图5，在下文说明仅输出中频信号OUT1、或仅输出中频
信号OUT2的情况。如果仅输出中频信号中的一个，则关断没有输出
中频信号中的另一个的下变频器电路。由此可降低下变频器的功耗。
首先在下文说明输出中频信号OUT1而不输出中频信号OUT2的
情况（OUT1接通，且OUT2关断）。在该情况下，下变频器电路2处
于省电模式，从而控制电路29使基准信号发生器25、本地振荡器26
以及频率转换器27处于非操作状态，控制LNA偏压电路28从而为
LNA2提供电能。在该情况下，电能被从调节器REG11提供至下变频
器电路2。
当LNA1和LNA3每个都处于接通状态时，将水平偏振波信号5
提供至下变频器电路1。另一方面，当LNA2和LNA5每个都处于接通
状态时，将垂直偏振波信号6提供至下变频器电路1。此外，如果Tone
信号处于关断状态，则低频带（9.75GHz）的信号被输出作为本地振荡
频率信号53。另一方面，如果叠加22kHz的Tone信号，则高频带（10.6
GHz）的信号被输出作为本地振荡频率信号53。
接下来，说明输出中频信号OUT2而不输出中频信号OUT1的情
况（OUT1关断，且OUT2接通）。在该情况下，下变频器电路1处于
省电模式，从而控制电路19使基准信号发生器15、本地振荡器16以
及频率转换器17处于非操作状态，控制LNA偏压电路18从而为LNA1
提供电能。在该情况下，电能被从调节器REG21提供至下变频器电路
1。
当LNA1和LNA4每个都处于接通状态时，将水平偏振波信号5
提供至下变频器电路2。一方面，当LNA2和LNA6每个都处于接通状
态时，将垂直偏振波信号6提供至下变频器电路1。此外，如果Tone
信号处于关断状态，则低频带（9.75GHz）的信号被输出作为本地振荡
频率信号63。另一方面，如果叠加22kHz的Tone信号，则高频带（10.6
GHz）的信号被输出作为本地振荡频率信号63。
对于图9中所示的下变频器，利用下变频器电路102的LNA偏压
电路128为LNA112提供电能。为此，如果下变频器电路102被关断，
则LNA偏压电路128也被关断，由此也中断向LNA112供电，以致垂
直偏振波信号106不可能被输出至下变频器电路101。此外，对于图9
中所示的下变频器，利用下变频器电路101的LNA偏压电路118为
LNA111提供电能。为此，如果下变频器电路101关断，则LNA偏压
电路118也被关断，由此也中断向LNA111供电，以致水平偏振波信
号105不可能被输出至下变频器电路102。
因此，在利用专利文献1中公开的下变频器IC构成通用双下变频
器的情况下，会遇到如下问题，即如果下变频器电路（101或102）中
的任何一个关断，则下变频器不能正常操作。因此，专利文献1中公
开的下变频器IC仅适用于通用单一结构的情况。而且，如果专利文献
1中公开的下变频器IC用于通用双下变频器，则需要利用另一电源为
LNA提供电能。在这种情况下，会出现导致增大功耗和增加成本两者，
且下变频器的规格变得复杂的问题。
相反，利用根据图1中所示的本实施例的下变频器，在DC电压
信号小于10V（通常如果未提供Pola信号）同时使用18V的DC电压
信号和13V的DC电压信号的情况下重新设置省电模式。更具体地，
利用根据本实施例的下变频器，如果Pola信号以两比特表示，则控制
电路19、29每个都可以检测操作的三个状态，包括（1）提供水平偏
振波信号的情况（正常操作模式），（2）提供垂直偏振波信号的情况
（正常操作模式），以及（3）省电模式。
随后，如果控制信号（Pola信号）是指示省电模式的信号，则控
制电路19使本地振荡器16和频率转换器17两者都处于非操作状态，
控制LNA偏压电路18以便为LNA1提供电能。此外，如果控制信号
（Pola信号）是指示省电模式的信号，则控制电路29使本地振荡器26
和频率转换器27两者都处于非操作状态，控制LNA偏压电路28以便
为LNA2提供电能。因此，即使下变频器电路1处于省电模式，也可
接通LNA1，从而水平偏振波信号5可以被提供至下变频器电路2。此
外，即使下变频器电路2处于省电模式，也可接通LNA2，从而垂直偏
振波信号6可以被提供至下变频器电路1。
而且，利用根据本实施例的下变频器，可将电能从调节器REG11
提供至下变频器电路2的电源端子VDD。类似地，可将电能从调节器
REG21提供至下变频器电路1的电源端子VDD。
更具体地，利用根据本实施例的下变频器，如果电能未被提供至
下变频器电路1，则电能不能被从调节器REG11提供至下变频器电路
1的电源端子VDD。但是在该情况下，可将电能从调节器REG21提供
至下变频器电路1的电源端子VDD。类似地，如果电能未被提供至下
变频器电路2，则电能不能被从调节器REG21提供至下变频器电路2
的电源端子VDD。但是在该情况下，可将电能从调节器REG11提供至
下变频器电路2的电源端子VDD。因此，即使下变频器电路中的一个
处于省电模式，也能将电能从另一下变频器电路提供至该一个下变频
器电路。
如上所述，利用根据本实施例的下变频器，即使在利用多个下变
频器电路构成通用双转换器的情况下也能够提供正常操作的下变频器
和下变频器IC两者，以及提供用于控制下变频器的方法。
第二实施例
以下说明本发明的第二实施例。图8是示出根据本发明第二实施
例的下变频器的框图。图8中所示的下变频器与根据本发明第一实施
例的下变频器的不同之处在于仅下变频器电路1被设置有石英共振器
X’tal（11）。在其他方面，根据本实施例的下变频器与根据第一实施
例的下变频器相同，从而相同的构成元件分别由相同的附图标记表示，
并因此省略重复的说明。
如图8中所示，利用根据本实施例的下变频器，石英共振器X’tal
（11）耦合至下变频器电路1的端子33。且晶体振荡电路REF11通过
利用石英共振器X’tal（11）产生具有预定基准频率的基准信号54，
将该基准信号54输出至本地振荡器16。此外，基准信号54由缓冲器
B11放大以从下变频器电路1的端子34输出至下变频器2的端子43。
缓冲器B11被设定为始终保持在操作状态下而与其控制状态无关。
下变频器电路2的基准信号发生器25利用从下变频器电路1输出
的基准信号60（通过利用缓冲器B11放大基准信号54而获得的信号）
产生基准信号64。这里，基准信号54在频率方面通常与基准信号64
相同。因此，在该情况下，下变频器电路2的晶体振荡电路REF21用
作放大从下变频器电路1输出的基准信号60的缓冲器。缓冲器B21被
设定为始终保持在非操作状态下而与其控制状态无关。
利用根据本实施例的下变频器，在输出中频信号OUT1而未输出
中频信号OUT2的情况下（OUT1处于接通状态且OUT2处于关断状
态），下变频器电路2处于省电模式。在该情况下，控制电路29使本
地振荡器26和频率转换器27处于非操作状态，使基准信号发生器25
处于操作状态，并控制LNA偏压电路28以便为LNA2提供电能。
另一方面，在输出中频信号OUT2而未输出中频信号OUT1的情
况下（OUT1关断且OUT2接通），下变频器电路1处于省电模式。在
该情况下，控制电路19使本地振荡器16和频率转换器17处于非操作
状态，同时使基准信号发生器15（晶体振荡电路REF11和缓冲器B11）
处于操作状态，并控制LNA偏压电路18以便为LNA1提供电能。
即，利用根据本实施例的下变频器，在下变频器电路1处于省电
模式的情况下（OUT1关断且OUT2接通），使基准信号发生器15处
于操作状态，由此使得基准信号60能够被输出至下变频器电路2。由
此，能够省略否则耦合至下变频器电路2的端子43的石英共振器X’tal
（21）（参考第一实施例）。因为石英共振器是成本高的部件，所以
省略石英共振器X’tal（21）能够有效地有助于降低下变频器的制造成
本和其空间。
此外，上文已经说明石英共振器耦合至下变频器电路1的情况。
但是，石英共振器可以耦合至下变频器电路2的端子43而替代耦合至
下变频器电路1，由此将从下变频器电路2输出的基准信号递送至下变
频器电路1的端子33。
第一和第二实施例中相应的基准信号发生器中的缓冲器可由设置
在封装外的缓冲器控制端子独立于控制电路19和控制电路29而控制。
此外，对于第一和第二实施例，已经说明了接收水平偏振波信号
和垂直偏振波信号的情况。但是，偏振波信号可由左旋圆偏振波信号
和右旋圆偏振波信号代替。
虽然已经参考上述实施例说明了本发明，但应当理解的是除非另
行规定，否则本发明不限于上述说明的任何细节；且在不脱离随利要
求的精神和范围的情况下，各种变型、改进和组合对于本领域技术人
员将是显而易见的。