作者简介：
Peter Minett 是卓联半导体公司高性能模拟产品部产品线营销经理。他持有威尔士大学应用物理学学士学位，并且在RF设计和营销方面有25年以上的经验。
硅双极技术方面的最新进展可帮助将低噪声、单芯片分频器的工作范围拓展到13.5 GHz。本文展示了VSAT（甚小口径卫星地面站）以及其它高频RF（射频）设备设计人员可如何利用这些新一代分频器来降低系统成本并提高系统效率。
VSAT卫星通信系统可将宽带数据和其它服务可靠且经济地传送给偏远地区的家庭和商业用户。VSAT地面站采用小型天线发送和接收卫星信号，从而可在卫星覆盖区域内的任何地方为用户提供高带宽连接，不要求客户必须靠近固定基础设施。
目前，全球正在应用的VSAT卫星地面站有100多万个，而且未来的部署潜力仍十分可观。在美国，居住在相对较偏远地区的约3000万人口都是潜在的VSAT用户。在英国，由于有线电视覆盖率相对较低，而且非常分散的电话局分布限制了ADSL（非对称数字用户线路）的覆盖范围，因此30%以上的人口都是VSAT的潜在用户。
为增加郊区和农村地区的宽带接入服务，现在英国政府正在快速跟踪分配
VSAT上行通道的许可证。同样在欧洲，通过管制解除和消除许可发放过程中的官僚作风，VSAT部署的路径也已平坦。
根据这些以及其它VSAT市场发展情况，设备供应商正面临不断增加的压力来降低VSAT系统成本并提高易用性。
图1来自欧洲射频通信部的网站（
www.efis.dk），它给出了3 GHz - 15 GHz频谱范围内的主要无线应用。欧洲电信标准化协会1将
高频率Ku频段分配给了VSAT上行链路。上行链路工作在14 -14.5 GHz之间，下行链路工作在12.5 - 12.75 GHz 或 10.7 - 11.7 GHz。全球其它地区的分配也与此类似。
图 1：欧洲高频无线应用频率分配情况 为在这些频段可靠工作，VSAT设计人员需要一个稳定的低噪声的高频频率源。VSAT中的IF（中频）频带通常为950 - 1450 MHz，因此需要一个工作在13.05 GHz的本地振荡器。直到最近，生成此频段IF源的唯一方法就是通过倍频。
图2给出了一个基本的倍频器电路。一个稳定的频率源馈送到一个非线性电路单元，该电路选择性地产生所需要的谐波输出。然后，输出经过窄带滤波和线性放大器的再放大来补偿所引入的损失。
图 2：基本的倍频电路 采用倍频电路的缺点是通常需要多级电路将低频的参考频率（如晶体振荡器）提升到所需要的微波频率。这主要是用来补偿以下的事实，随着谐波级数的提高，谐波输出功率迅速降低。结果是，如果一次将参考频率提高到所需要的微波频率的话，通常需要非常复杂且昂贵的设计，并且效率低。但另一方面，倍频电路的优点是对可以达到的最高频率限制很少。
低成本高频率PLL
最新一代的低噪声、高频率单芯片分频器为射频设计人员在倍频电路以外提供了一个低成本的高性能替代选择。利用来自卓联半导体公司的13.5 GHz分频器，设计人员现在可以利用经济的锁相环（PLL）电路为VSAT和其它射频设备设计高频频率源。分频器可以用来扩展广泛使用的单芯片频率合成器的频率范围，从而为工作在更高频率的PLL提供了前所未有的相对直接的设计。
图3示出了一个基本的频率合成器电路，由一个压控振荡器（VCO）、一个可变分频器和一个相位比较器组成。
图 3： 基本的频率合成器电路 压控振荡器（VCO）的输出频率是所适加的控制电压的函数。VCO必须是单调的，并且应尽可能线性。相位比较器产生的电压正比于两个输入信号间的相位差。利用这一电压控制VCO频率，同时VCO输出经过分频（?N）以后反馈到相位比较器的输入端，这样就保证了VCO输出分频后与参考输入fr同频同相。因此，VCO频率保持为N x fr。这样的频率合成器可生成频率间隔为fr的一系列频率。
单芯片频率合成器的最大频率范围通常限制在2-3 GHz。这一限制部分是由于市场历史，部分是因为更高频率合成器的功耗会太大。为获得更高频率的频率源，通常在一个PLL中利用独立的外部分频器将频率合成器耦合起来。分频器将源频率"预分频"（pre-scale）到频率合成器可以处理的水平。
PLL即便宜又有效，但直到目前为止，其最大频率仍受到商用低噪声分频器频率响应的限制。现在，有了13.5 GHz分频器，设计人员可以利用低成本标准器件构造支持VSAT和其它射频设备所需要的高频率的PLL。
图 4： 基于PLL的VSAT上行链路本地振荡器 图 4 示出了PLL电路如何用来创建一个VSAT上行链路本地振荡器。设计中需要一个具有良好噪声性能的单芯片频率合成器，如卓联公司的SP5769。该芯片的最大工作频率为 3 GHz，但可利用卓联公