Xem mẫu
- Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên
Khoa điện tử
Bộ môn điện tử viễn thông
Bài thảo luận nhóm 2
Môn học: Các hệ thống
thông tin vô tuyến
Đề tài: Các bộ khuyếch đại công suất lớn
HPA
Bài thảo luận nhóm 2
10/02/12 1
- Nội dung
Giới thiệu chung
1.
Bộ khuếch đại Klystron (KLY)
2.
Bộ khuếch đại sóng chạy (TWTA)
3.
Bộ khuếch đại bán dẫn (SSPA)
4.
Bảng so sánh các bộ khuếch đại
5.
10/02/12 2
Bài thảo luận nhóm 2
- 1. Giới thiệu chung
Hình 1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống
10/02/12 3
thông tin vệ tinh
- 1. Giới thiệu chung
Trong thông tin vệ tinh cũng như truyền mặt đất do đặc
điểm truyền thông tin rất dài và thông tin phải truyền qua
các môi trường khác nhau do đó thông tin bị hấp thụ, suy
hao…Chính vì vậy, tín hiệu muốn truyền đi xa thì tín hiệu
cần được khuếch đại với công suất lớn bằng bộ khuếch
đại công suất lớn HPA để đảm bảo cho công suất bức xạ
bù được các tổn hao đường truyền và đạt được cường độ
trường đủ lớn ở vệ tinh.
HPA thường có hệ số KĐ từ 40 - 60 dB kết hợp với anten
tạo ra công suất bức xạ đẳng hướng (EIRP).
4
Bài thảo luận nhóm 2
- 1. Giới thiệu chung
Các bộ HPA thường được sử dụng:
Bộ HPA dùng đèn Klystron (KLY): có độ rộng băng tần
tương đối hẹp, tần số khuếch đại có thể điều chỉnh đến
bất kỳ giá trị nào trong khoảng tần số phân định cho
truyền dẫn thường từ 5 đến 10 kênh trong một bộ điều
hướng.
Bộ HPA dùng đèn sóng chạy (TWTA):có băng tần rộng có
thể phủ được tất cả các băng tần phân định cho truyền
dẫn thuận lợi cho sử dụng nhiều sóng mang.
Bộ HPA dùng bộ khuếch đại bán dẫn (SSPA): có công
suất nhỏ thường dùng cho các trạm có dung lượng nhỏ.
Để có công suất cao thường phỉ đấu song song vài
Tranzitor.
5
Bài thảo luận nhóm 2
- 2. Bộ khuếch đại dùng đèn
Klystron
Cấu tạo: đèn Klystron có cấu tạo như các đèn chân không
thông thường gồm:
hệ thống sợi nung
anot
catot
Tất cả được kết hợp trong súng điện từ.
6
Bài thảo luận nhóm 2
- 2. Bộ khuếch đại dùng đèn
Klystron
Collector: có nhiệm vụ thu nhận và tiêu thụ cá chù tia điện
tử. Collector được là lạnh bằng nước hoặc không khí
để giảm nhiệt độ sinh ra bởi sự va chạm của các
điện tử vào collector
Các hốc cộng hưởng : Để thực hiện việc khuếch đại người
ta thay lưới chắn ở đèn điện tử bằng các hốc cộng hưởng.
Các hốc cộng hưởng gồm có:
Hốc cộng hưởng đầu vào ( cộng hưởng hội tụ).
Hốc cộng hưởng trung gian.
Hốc giữ ( hốc cộng hưởng đầu ra).
Nam châm hội tụ : Để có hệ số khuếch đại cao thì các trùm
tia điện tử phải có sự hội tụ cao, để tạo một luồng hẹp tập
trung đi qua các hốc thì cần nhờ đến các nam châm bao quanh
đèn. 7
Bài thảo luận nhóm 2
- 2. Bộ khuếch đại dùng đèn
Klystron
Một số chỉ tiêu của đèn Klystron:
Nguồn sợi nung: 6 VDC. I
max = 10A.
Nguồn cung cấp cho trùm tai điện tử: điện áp giữa anot và
đất từ 5 -10 KV, dòng điện từ 1 – 5 A.
µ
Dòng điện dò : 1 – 500 A.
Điện áp Collector : 20 KV.
Cảnh báo điện áp nung: khi vượt quá mức quy định.
Cảnh báo làm lạnh: khi nhiệt độ đèn quá 1750C.
Cảnh báo công suất bức xạ: khi công suất bức xạ của bộ
khuếch đại giảm dưới mức quy định.
Cảnh báo mất phối hợp trở kháng: VSWR.
8
Bài thảo luận nhóm 2
- 3. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng
chạy
Đèn sóng chạy làm việc bởi sự tương tác giữa các luồng điện
tử và sóng vô tuyến.
Cấu tạo tương tự như đèn Klystron nhưng các hốc cộng
hưởng được thay bằng cấu trúc sóng chậm. Súng điện tử
gồm sợi nung, catot và anot. Các nam châm có nhiệm vụ hội
tụ các chùm tia điện tử.
9
Bài thảo luận nhóm 2
- 3. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng
chạy
Hình 3.1 cấu tạo của bộ khuếch đại dùng đèn sóng chạy (TWTA)
10
Bài thảo luận nhóm 2
- 3. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng
chạy
Các chỉ tiêu của đèn sóng chạy:
Điện áp sợi đốt: thường là 6 V, I
max = 2A.
Điện áp catot: là điện áp giữa catot và đất khoảng 5 – 10
KV.
Dòng dò: 1 - 2 mA( do điện tử đạp vào cấu trúc sóng
chậm).
Điện áp Collector khoảng 5 KV.
Cảnh báo: + làm nguội khi nhiệt độ > 1100C.
+ nguồn cấp khi nhiệt độ > 630C.
+ công suất bức xạ thấp : khi công suất bức xạ
giảm xuống dưới mức quy định.
+ VSWR cảnh báo mất phối hợp trở kháng.
+ dòng dò : khi dòng dò lớn hơn mức quy định.
11
Bài thảo luận nhóm 2
- 4. Bộ khuếch đại bán dẫn SSPA
Các bộ khuếch đại loại này sử dụng Tranzitor hiệu ứng
trường (FET).
Để có mức công suất theo yêu cầu các Tranzitor được đấu
song song ở các tầng đầu ra.
12
Bài thảo luận nhóm 2
- 5. Bảng so sánh các bộ
khuếch đại
Thiết bị sử dụng Loại Klystron KLY TWTA FET
để khuếch đại
Công suất ra Lớn Lớn Nhỏ
Kích thước Lớn Nhỏ
Trung bình
Băng tần Vài trục Mhz Vài trăm Mhz Vài trăm
Mhz
Thường là 80Mhz Khoảng 575Mhz
Làm lạnh -Làm lạnh bằng không khí -Làm lạnh bằng không Làm lạnh
khi công suất ra lên đến khí khi công suất lên bằng
đến vài Kw
vài Kw không khí
tự nhiên
-Làm lạnh bằng nước khi -Làm lạnh bằng nước
công suất ra khoảng 10 khi công suất ra
khoảng 10 Kw
Kw
Điện áp cung Thấp
Trung bình Cao
cấp
10/02/12 13
Bài thảo luận nhóm 2
- Thanks for listening
14
nguon tai.lieu . vn
