Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 8

Chia sẻ: Khinh Kha Kha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

0
77
lượt xem
25
download

Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 8

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết bị phát đáp - các hình thức phát đáp : phát đáp đơn thuần , phát đáp có xử lý tín hiệu : xử lý tín hiệu chuyển mạch , định tuyến , tạo dạng búp sóng , điều chế lại

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 8

  1. H TH NG THÔNG TIN V TINH B môn Thông tin vô tuy n ð i h c công ngh - ðHQG HN Gi ng viên Th m ð c Phương Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Chương 8 – Thi t b phát ñáp 1. Các hình th c phát ñáp: Phát ñáp ñơn thu n, phát ñáp có x lý tín hi u: x lý chuy n m ch, ñ nh tuy n, t o d ng búp sóng, ñi u ch l i 2. C u hình c a b phát ñáp: Các ph n t tiêu chu n, máy thu băng r ng, các b l c và ghép kênh, b khu ch ñ i công su t: dùng ñèn sóng ch y, dùng bán d n 1
  2. C u hình b phát ñáp Simplified block diagram: one transponder Bandwidth: 36…72 MHz Các hình th c phát ñáp • B phát ñáp ñơn (transparent repeater) • B phát ñáp tái sinh (regenerative) 2
  3. Các hình th c phát ñáp • B phát ñáp bao g m t p h p các kh i n i v i nhau ñ t o nên m t kênh thông tin duy nh t gi a anten thu và anten phát trên v tinh thông tin. M t s kh i trong b phát ñáp có th ñư c dùng chung cho nhi u b phát ñáp khác. • T ch c t n s cho thông tin v tinh băng C. Băng thông n ñ nh cho d ch v băng C là 500 MHz và băng thông này ñư c chia thành các băng con, m i băng con dành cho m t b phát ñáp. ð r ng băng t n thông thư ng c a b phát ñáp là 36 MHz v i ño n băng b o v gi a các b phát ñáp là 4MHz. Vì th băng t n 500 MHz có th ñ m b o cho 12 b phát ñáp. B ng cách ly phân c c, ta có th tăng s b phát ñáp lên hai l n. Cách ly phân c c cho phép s d ng cùng m t t n s nhưng v i phân c c ngư c chi u nhau cho hai b phát ñáp. ð thu ñư c kênh c a mình, các anten thu ph i có phân c c trùng v i phân c c phát c a kênh tương ng Qui ho ch t n s s d ng cho băng C Cũng có th tái s d ng t n s b ng các anten búp h p, và phương th c này có th k t h p v i tái s d ng theo phân c c ñ cung c p ñ r ng băng t n hi u d ng 2000 MHz trên cơ s ñ rông th c t 500 MHz 3
  4. Các kênh c a b phát ñáp ñơn D i t n thu hay d i t n ñư ng lên là 5,925 ñ n 6,425 GHz. Các sóng mang có th ñư c thu trên m t hay nhi u anten ñ ng phân c c. B l c vào cho qua toàn b băng t n 500 MHz ñ n máy thu chung và lo i b t p âm cũng v i nhi u ngoài băng (nhi u này có th gây ra do các tín hi u nh). Các kênh c a b phát ñáp ñơn Trong d i thông 500 MHz này có th có r t nhi u sóng mang ñư c ñi u ch và t t c c các sóng mang này ñ u ñư c khuy ch ñ i, bi n ñ i t n s trong máy thu chung. Bi n ñ i t n s chuy n các sóng mang này vào băng t n s ñư ng xu ng 3,7 ñ n 4,2 MHz v i ñ r ng 500 MHz. Sau ñó các tín hi u ñư c phân kênh vào các ñ r ng băng t n c a t ng b phát ñáp. Thông thư ng ñ r ng băng t n c p cho m i b phát ñáp là 36 MHz v i ño n băng b o v 4 MHz, vì th 500MHz có th ñ m b o kênh cho 12 b phát ñáp. B phát ñáp có th x lý m t sóng mang ñư c ñi u ch như tín hi u TV ch ng h n hay có th x lý nhi u sóng mang ñ ng th i v i m i sóng mang ñư c ñi u ch b i tín hi u ñi n tho i hay kênh băng g c nào ñó. 4
  5. Máy thu băng r ng Máy thu băng r ng T ng ñ u c a máy thu là b khu ch ñ i t p âm th p(LNA:low noise amplifier). B khu ch ñ i này ch gây thêm m t ít t p âm cho sóng mang ñư c khu ch ñ i, nhưng v n ñ m b o ñ khu ch ñ i sóng mang ñ nó có th vư t qua ñư c m c t p âm cao hơn trong t ng tr n ti p sau. Khi tính toán t p âm do b khu ch ñ i gây ra, ñ ti n l i ta thư ng quy ñ i t t c các m c t p âm vào ñ u vào LNA, ñây t ng t p âm thu có th ñư c bi u di n vào nhi t ñ t p âm tương ñương. Trong m t máy thu ñư c thi t k t t, nhi t ñ t p âm ñư c quy ñ i vào ñ u vào LNA thư ng có giá trì g n b ng t p âm c a riêng LNA. T ng nhi t ñ t p âm ph i bao g m: t p âm t anten. Nhi t ñ t p âm tương ñương c a anten có th lên ñ n vài trăm K. 5
  6. Máy thu băng r ng • LNA ti p tín hi u cho m t t ng tr n. T ng này c n có tín hi u dao ñ ng n i ñ bi n ñ i t n s . Công su t tín hi u c p t b dao ñ ng n i cho ñ u vào b tr n kho ng 10dBm. T n s c a b dao ñ ng n i ph i r t n ñ nh và có ít t p âm. B khu ch ñ i th hai sau t ng tr n có nhiêm v ñ m b o h s khu ch ñ i vào kho ng 60 dB. Các m c tín hi u so v i ñ u vào trên hình v ñư c cho dB. S phân chia khu ch ñ i t i 6GHz và 4GHz ñ tránh dao ñ ng x y ra n u khu ch ñ i quá l n trên cùng m t t n s . • Máy thu băng r ng ch s d ng các thi t b tích c c bán d n. Trong m t s thi t k , các b khu ch ñ i diode tunnel ñư c s d ng cho ti n khu ch ñ i t i 6GHz trong các b phát ñáp 6/4- GHz và cho các b khu ch ñ i thông s t i 14 GHz trong các b phát ñáp 14/12- GHz. V i s ti n b c a công ngh Transitor trư ng (FET), cac b khu ch ñ i FET ñ m b o hi u năng ngang b ng ho c t t hơn hi n ñã ñư c s d ng trong c hai băng t n. Các t ng tr n diode ñư c s d ng. B khu ch ñ i sau b tr n có th s d ng các transistor ti p giáp lư ng c c (BJT) t i 4GHz và FET t i 12 GHz hay FET cho c hai băng. B phân kênh vào B phân kênh vào phân chia ñ u vào băng r ng (3,7-4,2 GHz) thành các kênh t n s c a b phát ñáp. 6
  7. B phân kênh vào ð u ra c a máy thu ñ ơc ñưa ñ n m t b chia công su t, ñ n lư t mình b chia công su t l i ti p sóng cho hai d y circulator riêng bi t. Toàn b tín hi u băng r ng ñư c truy n theo t ng d y và phân kênh ñ t ñư c nh các b l c kênh n i ñ n circulator như trên hình 4.4. M i b l c có ñ r ng băng 36 MHz và ñư c ñi u ch nh ñ n t n s trung tâm c a băng (xem hình 4.1). M c dù t n hao trong b phân kênh khá l n, các t n hao này d dàng ñư c bù ñ p trong t ng khu ch ñ i cho các kênh phát ñáp. B khu ch ñ i công su t B khu ch ñ i công su t riêng ñ m b o ñ u ra cho t ng b phát ñáp. Hình 4.5 cho th y trư c m i b khu ch ñ i công su t là b suy gi m ñ u vào. B này c n thi t ñ ñi u ch nh ñ u vào c a b khu ch ñ i công su t ñ n m c mong mu n. B suy hao có ph n c ñ nh và ph n thay ñ i. Ph n c ñ nh ñ cân b ng các thay ñ i suy hao vào sao cho các kênh phát ñáp có cùng suy hao danh ñ nh. ði u ch nh ñư c th c hi n trong quá trình l p ráp. Ph n suy hao thay ñ i ñ thi t l p m c cho t ng ki u ng d ng. 7
  8. B khu ch ñ i công su t B khu ch ñ i công su t 8
  9. B khu ch ñ i công su t HPA dùng ñèn sóng ch y 9
  10. HPA dùng ñèn sóng ch y B khu ch ñ i ñèn sóng ch y (TWTA) ñư c s d ng r ng rãi trong các b phát ñáp ñ ñ m b o công su t ra c n thi t cho anten phát. Sơ ñ ñèn sóng ch y (TWT: travelling wave tube) ñư c cho trên hình 4.6. Trong ñèn sóng ch y, súng tia ñi n t g m: s i nung, cat t và các ñi n c c h i t ñ ñ t o ra chùm tia ñi n t . Trư ng t ñ gi i h n tia ñi n t truy n trong dây xo n. ð i v i TWT công su t cao hơn ñư c s d ng các tr m m t ñ t, trư ng t có th ñư c t o ra b i cu n c m và ñư c c p dòng m t chi u. Vì kích thư c khá l n và tiêu th công su t cao nên cu n c m không thích h p cho s d ng trên v tinh, ñây các TWT công su t th p hơn ñư c s d ng v i h i t b ng nam châm t . HPA dùng ñèn sóng ch y Tín hi u vô tuy n c n khu ch ñ i ñư c c p cho dây xo n t i ñ u g n cat t nh t và t o ra tín hi u sóng ch y d c dây xo n. Trư ng ñi n c a sóng s có thành ph n d c dây xo n. Trong m t s vùng trư ng này s gi m t c các ñi n t trong chùm tia và trong m t s vùng khác nó s tăng t c các ñi n t trong chùm tia. Vì th ñi n t s co c m d c theo tia. T c ñ trung bình c a chùm tia dư c xác ñ nh b i ñi n áp m t chi u trên colector và có giá tr hơi l n hơn t c ñ pha c a sóng d c dây xo n. Trong ñi u ki n này, s x y ra s chuy n ñ i năng lư ng: ñ ng năng trong chùm tia ñư c bi n thành th năng c a sóng. Th c t , sóng s truy n d c theo dây xo n g n v i t c ñ ánh sáng, nhưng thành ph n d c tr c c a nó s tương tác v i chùm tia ñi n t . Thành ph n này th p hơn t c ñ ánh sáng m t lư ng b ng t s gi a bư c xo n và chu vi. Vì s gi m t c ñ pha này, nên dây xo n ñư c g i là c u trúc sóng ch m 10
  11. HPA dùng ñèn sóng ch y Ưu ñi m c a b khu ch ñ i này so v i các b khu ch ñ i ñèn ñi n t khác là nó có th ñ m b o khu ch ñ i trên m t ñ r ng băng t n khá r ng. Tuy nhiên c n ñi u ch nh c n th n m c vào TWT ñ gi m thi u méo. nh hư ng c a méo ñ c tuy n truy n ñ t ñư c cho trên hình 4.7. T i các m c công su t th p, quan h gi a ñ u vào và ñ u ra là tuy n tính, nghĩa là m t thay ñ i dB cho trư c ñ u vào s gây ra cùng m t s thay ñ i dB ñ u ra. T i các m c công su t vào cao, công su t ra s b bão hoà. ði m công su t ra c c ñ i này ñư c g i là ñi m bão hoà. ði m bão hoà là m t ñi m tham chu n ti n l i và các ñ i lư ng vào cùng v i các ñ i lư ng ra thư ng ñư c tham chu n theo ñi m này. Vùng tuy n tính c a TWT ñư c ñ nh nghĩa là vùng gi i h n b i gi i h n t p âm nhi t ñ u th p và b i ñi m nén 1dB. ðây là ñi m mà t i ñó ñư ng cong truy n ñ t th c t th p hơn ñư ng th ng suy di n như cho trên hình 4.7. HPA dùng ñèn sóng ch y 11
Đồng bộ tài khoản