التطور التقني لـ LNB النطاق العريض: أساسيات التصميم لاستقبال الأقمار الصناعية عالية النطاق

تحليل الهندسي على عرض النطاق الترددي، ضوضاء المرحلة، استقرار التردد واستقبال متعدد الأشعة

مقدمة

مع الانتشار التجاري على نطاق واسع من الأقمار الصناعية HTS عالية النطاق ، لم تعد شبكات LNB التقليدية ضيقة النطاق قادرة على تلبية متطلبات الاستقبال لنطاق النطاق الكبير ،تعديل النظام العالي والتعايش متعدد الأشعة. أصبح LNB النطاق العريض أساسيًا للأجهزة الأساسية للمحطات الاستقبالية الأرضية. هذه المقالة تقوم بتصنيف التطور التقني لLNB النطاق العريض وتفكيك قيود التصميم الرئيسية لسيناريوهات HTS ،توفير المراجع لاختيار الهندسة وتطوير المنتجات.

1تطور تكنولوجيا LNB

1. DRO Dielectric Resonator Oscillator LNB: الحل الرئيسي المبكر مع هيكل بسيط وتكلفة منخفضة. ومع ذلك ، فإنه يعاني من الانحراف الحراري المحلي الحاد والعرضة النطاقية التشغيلية المحدودة ،مناسبة فقط للقمر الصناعي التقليدي منخفضة معدل البيت وغير قادرة على استقبال HTS عالية النظام.
2. PLL-LNB التقليدي: يتبنى قفل المرحلة القائم على الكريستال لتحسين استقرار التردد بشكل كبير. مقيد بأداء المرشح وسلسلة RF محدودة،تطبق بشكل رئيسي على الأقمار الصناعية التقليدية للبث في نطاق Ku.
3. الجيل الجديد من النطاق العريض PLL-LNB: تم تحسينه للاستقمارات الصناعية HTS عالية النطاق. يحتوي على عرض نطاق ترددي RF فائق الواسع ، وأداء ممتاز للضوضاء في المرحلة وقفل التردد في نطاق درجة الحرارة الكاملة.يدعم استقبال أشعة متعددة، وعرض النطاق الترددي الناقل الكبير وتفكيك تعديلات النظام العالي مثل 16APSK / 32APSK ، ليصبح الحل الرئيسي للمحطات المتلقية الحديثة HTS.

2المتطلبات التقنية الأساسية للمصرفات المحلية المتوافقة مع HTS

تتميز الأقمار الصناعية عالية الصلبة HTS بمحمولات النطاق العريض ، وتعديل النظام العالي ، وإعادة استخدام تردد الأشعة المتعددة ، وفجوة اتصال ضيقة ،لفرض مواصفات صارمة لـ LNB مختلفة عن أقمار البث التقليدية.

2.1 عرض النطاق التشغيلي الواسع للغاية

حاملات شعاع واحد من HTS تشغل طيفًا أوسع. سلاسل RF ومصفات IF من LNB التقليدية ضيقة النطاق ستسبب انقطاعًا في النطاق وتشويه الإشارة.يجب أن تغطي الشبكة العريضة الشبكة الشبكة الشبكة الشبكة الشبكة الكاملة نطاق الترددات المستهدف بمسطحة جيدة في النطاق لتجنب تشويه النطاق لشركات النقل العريضة النطاق.

2.2 أداء الضوضاء في المرحلة

تعديلات النظام العالي مثل 32APSK حساسة للغاية لضوضاء المرحلة. ضوضاء المرحلة المتدهورة تزيد بشكل مباشر من معدل خطأ البت ،مما يؤدي إلى فقدان القفل والقطع الأثرية الفسيفساء حتى مع SNR كافيةيجب على LNB الموجهة إلى HTS تحسين حلقة PLL وأجهزة المذبذب المحلي لقمع ضوضاء خارج النطاق.

2.3 استقرار التردد عند درجة الحرارة في النطاق الكامل

تواجه المحطات الخارجية تقلبات كبيرة في درجة الحرارة بين النهار والليل. سيؤدي تحرك درجة الحرارة في هيكل DRO إلى نقل ناقلات HTS واسعة النطاق خارج نافذة تخفيض تعديل المستقبل.يجب أن تتبنى تطبيقات HTS بنية قفل PLL لتقييد تحويل تردد LO بدقة ضمن نطاق العمل من -40 °C ~ + 65 °C.

2.4 رفض خارج النطاق ومكافحة التداخل

تداخلات الأشعة المجاورة بارزة في بيئة HTS متعددة الأشعة. تتطلب مرشحات LNB RF الأمامية رفضًا جيدًا خارج النطاق للقضاء على تداخلات الترددات المجاورة والصورة.منع إشارات التشويش القوية من ضغط النطاق الديناميكي للمستقبل.

2.5 النطاق الديناميكي

مستويات الإشارة المستقبلة تختلف اختلافًا كبيرًا بين أشعة HTS المختلفة. يجب أن توفر LNB نطاقًا ديناميكيًا خطيًا كافًا:معدل الضوضاء المنخفض للإشارات الضعيفة وخالي من تشويهات التشبع تحت مدخل قوي، لضمان توافق الاستقبال في سيناريوهات متعددة الأشعة.

3أساسيات التصميم الرئيسية لـ LNB النطاق العريض لـ HTS

1. تحديد مخطط المذبذب المحلي في PLL: التخلي عن بنية DRO.اعتماد حل PLL عالي الأداء بالإضافة إلى TCXO لتحقيق استقرار التردد في نطاق درجة الحرارة الكاملة والقضاء على تحويل التردد الناجم عن درجة الحرارة.
2. تصميم سلسلة الترددات الراديوية العريضة النطاق: تحسين LNA والمرشحات والمخلطات لتحسين مسطحة النطاق الكامل في النطاق وتقليل تشويه النطاق للإشارات العريضة النطاق.
3. تحسين الضوضاء في المرحلة: قم بتكوين عرض النطاق الترددي للحلقة PLL بشكل صحيح واختيار رقائق LO ذات الضوضاء المنخفضة في المرحلة لتلبية عتبة التنظيم لتنظيمات النظام العالي مثل 32APSK.
4. تخطيط إصدار IF: بالنسبة لشركات HTS ذات النطاق العريض ، قم بتصميم نطاق إصدار IF بشكل معقول بحيث يمكن أن تقع الشركات الكاملة في نافذة استقبال IF المستقبلة.
5. EMC والموثوقية البيئية: يتم نشر معظم محطات HTS في الهواء الطلق. يجب أن يستوفي تخطيط الدوائر، والدرع، وتصميم الشيخوخة في درجة الحرارة والرطوبة متطلبات العمل الميداني على المدى الطويل 7 * 24 ساعة.
6. تعويضات متعددة الموانئ: عندما يتم تطبيق LNB متعددة الإخراجات في مشاريع HTS ، يجب تقييم عزل الموانئ إلى الموانئ وفقدان الموانئ لتجنب تدهور الأداء الناجم عن تقسيم إشارة متعددة الطرق.

4المعوقات الهندسية الشائعة

سوء فهم: الوصول إلى عرض النطاق الترددي الاسمي كافٍ لاستقبال HTS.

سوء فهم: يمكن استخدام DRO-LNB لاستقبال HTS.

سوء الفهم: جميع LNB متعددة الإخراجات مناسبة لاستقبال مركزي HTS.

5ملخص

تفرض الأقمار الصناعية عالية النطاق HTS عتبات أجهزة أعلى بكثير للمحطة الأرضية LNB من الأقمار الصناعية البثية التقليدية.لا يتم تحديد أداء LNB العريض النطاق فقط بواسطة عرض النطاق التشغيليقفل التردد في PLL، ضوضاء المرحلة، المسطحة داخل النطاق، النطاق الديناميكي ورفض خارج النطاق معا تحدد أداء استقبال HTS في العالم الحقيقي.إعطاء الأولوية لخدمات النطاق العريض المُحسّنة لـ HTS PLL-LNBيجب عليك دائما التحقق من معايير ورقة البيانات الرئيسية لضمان استقبال مستقر على مدار 24 ساعة.