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衛(wèi)星通信地球站中的高功率放大器與低噪聲放大器的配置要求與技術(shù)有要求

瀏覽:9449  來(lái)源:通信人在線  日期:2023-04-17

一、概述

在衛(wèi)星通信地球站設(shè)備中,高功率放大器與低噪聲放大器是地球站設(shè)備的兩個(gè)重要器件,均用于射頻信號(hào)的放大。高功率放大器(HPAHigh Power Amplifier主要用于地球站發(fā)射信號(hào)的放大,且是高功率放大(可高達(dá)數(shù)千瓦),以利于衛(wèi)星的接收。高功率放大器(HPA)是衛(wèi)星地球站上行系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,其性能的好壞對(duì)上行鏈路信號(hào)的質(zhì)量影響很大。

低噪聲放大器(LNALow Noise Amplifier主要用于地球站對(duì)接收來(lái)自衛(wèi)星的射頻信號(hào)的放大,由于來(lái)自衛(wèi)星的射頻信號(hào)極為微弱淹沒(méi)在噪聲之中(通常信號(hào)在10-17~10-18W量級(jí)),通過(guò)低噪聲放大器(LNA)的放大以利于有用信號(hào)的提取。它是衛(wèi)星地球站下行系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,通常置于高頻放大的前置放大,其性能的好壞對(duì)下行鏈路信號(hào)的質(zhì)量影響很大。

鑒于高功率放大器與低噪聲放大器這兩個(gè)器件在衛(wèi)星通信地球站的重要作用,我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 5050《國(guó)內(nèi)衛(wèi)星地球站工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)中,提出了相應(yīng)的配置方面的要求。同時(shí),我國(guó)相關(guān)通信行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其技術(shù)要求做出了規(guī)定。

欲具體了解國(guó)內(nèi)衛(wèi)星地球站工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容介紹的請(qǐng)進(jìn)入

二、高功率放大器(HPA

1、配置要求

高功率放大器(HPA)的配置應(yīng)根據(jù)近遠(yuǎn)期載波數(shù)的多少、系統(tǒng)可用性的要求和HPA 可靠性及類型進(jìn)行選定。對(duì)于一、二類地球站的HPA常用的有三種類型,即速調(diào)管高功率放大器(KHPAKlystron High Power Amplifier)、行波管放大器(TWTATraveling Wave Tube Amplifier、固態(tài)功率放大器(SSPASolid State Power Amplifier)。三者各有特點(diǎn),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用,其各自的特點(diǎn)(優(yōu)缺點(diǎn))詳見(jiàn)下表2-1-1。采用同一類型的HPA 時(shí)可采用1 : 1 n : 1 的備用方式;對(duì)業(yè)務(wù)逐步增長(zhǎng)的系統(tǒng),可配置帶功率合成器功能的HPA,以逐步適應(yīng)地球站的業(yè)務(wù)發(fā)展。根據(jù)其它相關(guān)資料,下表2-1-2給出了三種類型HPA的典型參數(shù)供參考。

2-1-1:地球站常用高功率放大器(HPA)的特點(diǎn)

2-1-2:地球站常用高功率放大器(HPA)的典型參數(shù)

選用的HPA 設(shè)備應(yīng)保證能給出所用載波的額定EIRP值,并留有調(diào)節(jié)余量。根據(jù)近、遠(yuǎn)期的業(yè)務(wù)需求,確定HPA 設(shè)備的配置,并選擇合適的備用和倒換方式。配置Ku 頻段高功率放大器時(shí),應(yīng)在天線下方設(shè)置射頻機(jī)房,在特殊情況下,可配置室外型功率放大器或室外型L 波段中頻輸入射頻輸出的功率放大器,以提高功放的效率和便于維護(hù)。

2、技術(shù)要求

對(duì)于高功率放大器技術(shù)要求,YD/T 2473《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 高功率放大器技術(shù)要求》做出了專門的規(guī)定,包括環(huán)境條件、電氣性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)、安全要求、電磁兼容等內(nèi)容;適用于工作在C波段、Ku波段及Ka波段的高功率放大器。若要詳細(xì)了解其具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件2

附件 2YD/T 2473-2013《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 高功率放大器技術(shù)要求》

3、驗(yàn)收測(cè)試要求

根據(jù)YD/T 5017《國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信地球站設(shè)備安裝工程驗(yàn)收規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)于配置的HPA驗(yàn)收測(cè)試時(shí)應(yīng)符合下表2-3中的規(guī)定,且HPA輸出頻譜應(yīng)滿足下圖2-3-1QPSK)和2-3-28PSK)的要求。

2-3:衛(wèi)星地球站配置的高功率放大器(HPA)應(yīng)滿足的驗(yàn)收測(cè)試指標(biāo)要求

2-3-1:衛(wèi)星地球站配置的高功率放大器(HPA)輸出頻譜應(yīng)滿足的測(cè)試驗(yàn)收要求(QPSK

2-3-2:衛(wèi)星地球站配置的高功率放大器(HPA)輸出頻譜應(yīng)滿足的測(cè)試驗(yàn)收要求(8PSK

4、星上HPA要求

另外,根據(jù)其它相關(guān)資料:在要求衛(wèi)星大功率輸出時(shí),衛(wèi)星上的高功率放大器(HPA)大多使用行波管放大器(TWTA),特別是在工作頻率較高的Ka頻段。但在工作頻率較低、而輸出功率要求不高時(shí),則由于線性較好和壽命較長(zhǎng),廣泛應(yīng)用的是GaAs固態(tài)功率放大器(SSPA)。星上TWTASSPA器件的典型參數(shù)可參見(jiàn)下表2-4

2-4:衛(wèi)星上TWTASSPA器件的典型特性值

三、低噪聲放大器(LNA

1、配置要求

應(yīng)根據(jù)地球站類型、天線性能,選擇具有適當(dāng)噪聲溫度的低噪聲放大器。選擇具有適當(dāng)溫度的低噪聲放大器是主要考慮地球站品質(zhì)因數(shù)G/T 值, G/T 值主要取決于天線和低噪聲放大器性能,當(dāng)天線確定后, G/T 值就取決于低噪聲放大器,如果選擇較低噪聲溫度的低噪聲放大器,將會(huì)增加建設(shè)投資,因此,在選擇低噪聲放大器時(shí),應(yīng)根據(jù)天線性能,在滿足G/T 值要求的前提下,選擇具有適當(dāng)噪聲溫度的低噪聲放大器。

根據(jù)其它相關(guān)資料,在地球站接收系統(tǒng)中,作為低噪聲前置放大器常用的類型有:低溫致冷參放、冷參放、常溫參放、冷卻FET(砷化鎵)和常溫FET(砷化鎵)等。它們的使用頻率、噪聲溫度、成本特性及用途等可參見(jiàn)下表3-1

3-1:低噪聲放大器(LNA)典型值

2、技術(shù)要求

對(duì)于低噪聲放大器技術(shù)要求,我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 2472《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 低噪聲放大器技術(shù)要求》做出了專門的規(guī)定,包括環(huán)境條件、電氣性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)、安全要求、電磁兼容等內(nèi)容;適用于工作在C波段、Ku波段、及Ka波段的低噪聲放大器(LNA)。若要詳細(xì)了解其具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件3

附件 3YD/T 2472-2013《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 低噪聲放大器技術(shù)要求》

欲更多了解衛(wèi)星通信地球站用其它器件技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)情況的請(qǐng)進(jìn)入

另外,根據(jù)地球站接收容量和發(fā)展要求,應(yīng)選擇安裝容易、維護(hù)方便、性能穩(wěn)定的低噪聲放大器(LNA)或低噪聲降頻放大器(LNB),并選擇合適的低噪聲放大器備用和倒換方式。當(dāng)?shù)厍蛘緝H接收一種極化波時(shí),一般配置一套1 : 1 LNA 系統(tǒng),即一套主用,一套備用;而當(dāng)?shù)厍蛘就瑫r(shí)接收兩種極化波(即同時(shí)接收左右旋極化波或正交線極化波)時(shí),就需要設(shè)置一套2 : 1 LNA 系統(tǒng),即兩套主用,一套備用。

3、驗(yàn)收測(cè)試有要求

根據(jù)YD/T 5017標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)于配置的低噪聲放大器(LNA)驗(yàn)收測(cè)試時(shí),應(yīng)測(cè)試的項(xiàng)目包括:功能操作、保護(hù)倒換系統(tǒng)、增益、幅頻響應(yīng)等,其均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和出廠指標(biāo)要求。

欲進(jìn)一步了解衛(wèi)星地球站其它設(shè)備配置要求的請(qǐng)進(jìn)入

附錄
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