第九章通信的有效载荷.PDF

第九章通信的有效载荷 田红心田红心 副教授副教授 hxtian@mail.xidian.edu.cnhxtian@mail.xidian.edu.cn ●通信的有效载荷提供了连接地球站的无线 中继中继。 ●●有效载荷指从接收天线到发送天线的通信有效载荷指从接收天线到发送天线的通信 设备。 ●中继器（repeater）的带宽非常大——从 几百兆赫兹到几几百兆赫兹到几GG赫兹赫兹，为了便于功率放大为了便于功率放大， 这个总带宽又分成了许多个子带宽（或称为 转发器的频道转发器的频道）（）（transpondertransponder ））。 9.1有效载荷的作用以及特性 1、有效载荷的功能 ●●捕获覆盖区域内地球站以给定极化方式和频带发射的载波捕获覆盖区域内地球站以给定极化方式和频带发射的载波 ●捕获干扰尽可能的小； ●放大接收到的载波同时尽量降低噪声和失真； ●●变频变频；； ●提供发射天线所需的功率； ●以给定频率和极性发射载波到地面上指定的区域。 2、有效载荷的特征 通信卫星的有效载荷的特征参数如下通信卫星的有效载荷的特征参数如下：： ●不同转发器发送和接收的频带宽度以及极性； ●发送和接收的覆盖范围； ●●作用于覆盖范围内作用于覆盖范围内EIRPEIRP和功率通量密度和功率通量密度；； ●卫星接收天线所需的功率通量密度； ●卫星覆盖范围内接收系统的G/T值； ●●非线性特性非线性特性。 ●在N年之后，一定数量的频道仍然可以保持良好工作状态的可靠性。 9.1有效载荷的作用以及特性 3、射频各特征参数之间的联系 ●●从链路预算的角度从链路预算的角度，有效载荷的最重要参数是下行链路的有效载荷的最重要参数是下行链路的EIRPEIRP和和 上行链路G/T值。 1 1 1 1         HHz ● CC // NN 0 T CC // NN 0 U  CC // NN 0 D  1  1 CC AA GG// TT BB EIRPEIRP ● ，式中A、B、C当结构确定之后都是 常数。 ●根据上述功率与噪声关系式，可以用提高输出放大器功率的方法来 抵消系统噪声温度的增加（功率与噪声温度的转化）。 9.2透明中继 1、非线性特性 （1）相关概念 ●●有效载荷设备存在着非线性特性有效载荷设备存在着非线性特性。 ●非线性特性影响输出信号的幅度和相位。 P P o i ●功率增益：输出功率 与输入功率 的比值为功率增益，在线性区是个 常数 ● 1dB压缩点：偏离线性部分1dB，对应着功率增益的1dB衰减。信 号电平小于1dB压缩缩点时，系统工作在线性区。 ●输入和输出功率回退：多载波工作时需IBO和OBO。 （（22））捕获效应捕获效应 ●多载波时，存在大载波俘获小载波现象。 （3）噪声功率比（NPR） ●●噪声功率比是噪声功率比是一个用来描述非线性器件个用来描述非线性器件 （（如放大器如放大器））的非线性性的的非线性性的一个个 参数。它实际上是衡量当多个载波被放大时交互调制的一种尺度。       ● NPR dB 10log N O / N O IM ●●噪声功率比越大噪声功率比越大，放大器的线性越好放大器的线性越好。 9.2透明中继 9.2透明中继 9.2透明中继 2、中继器的结构 中继器特点中继器特点：：功率增益大功率增益大、、等效输入噪声温度低等效输入噪声温度低、、带宽