Xem mẫu
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- B khu ch ñ i công su t
B khu ch ñ i công su t
8
- B khu ch ñ i công su t
HPA dùng ñèn sóng ch y
9
- 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
- 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
nguon tai.lieu . vn
