Breitband-LNB-Technik im Wandel: Designgrundlagen für den HTS-Empfang von Satelliten mit hohem Durchsatz

Technische Analyse der Bandbreite, des Phasengeräusches, der Frequenzstabilität und des Mehrstrahlempfangs

Einleitung

Mit dem groß angelegten kommerziellen Einsatz von HTS-Satelliten mit hoher Durchsatzleistung können herkömmliche LNB mit schmalem Band nicht mehr den Empfangsanforderungen für eine große Bandbreite genügen,Modulation in hoher Ordnung und Koexistenz von Mehrstrahlenstrahlen. Breitband-LNB ist zur Kernhardware für Bodenempfangstermine geworden. Dieser Artikel befasst sich mit der technischen Entwicklung von Breitband-LNB und demontiert die wichtigsten Konstruktionsbeschränkungen für HTS-Szenarien,Bereitstellung von Referenzen für die technische Auswahl und Produktentwicklung.

1Entwicklung der LNB-Technologie

1. DRO Dielektrischer Resonator-Oszillator LNB: Frühe Mainstream-Lösung mit einfacher Struktur und geringen Kosten.nur für herkömmliche Satelliten mit niedriger Bitrate geeignet und nicht für den Empfang mit HTS-Hochreihenmodulation geeignet.
2. Herkömmliche PLL-LNB: verwendet eine kristallbasierte Phasenverriegelung zur erheblich verbesserten Frequenzstabilität.hauptsächlich für traditionelle Ku-Band-Satelliten verwendet.
3. Breitband PLL-LNB der neuen Generation: Optimiert für HTS-Satelliten mit hoher Durchsatzleistung.Es unterstützt den Mehrstrahlempfang, große Trägerbandbreite und Demodulation von Modulationen hoher Ordnung wie 16APSK / 32APSK, die zur gängigen Lösung für moderne HTS-Empfangsterminals werden.

2Kerntechnische Anforderungen an HTS-konforme LNB

HTS-Satelliten mit hoher Durchsatzleistung zeichnen sich durch Breitbandträger, hohe Modulation, Mehrstrahlfrequenzwiederverwendung und enge Verbindungsmarge aus.zur Festlegung strenger Spezifikationen für LNB, die sich von herkömmlichen Rundfunksatelliten unterscheiden.

2.1 Ultrabreite Betriebsbandbreite

Einstrahlträger von HTS nehmen ein breiteres Spektrum ein. HF-Ketten und IF-Filter von herkömmlichen Schmalband-LNB verursachen In-Band-Roll-Off und Signalverzerrung.Breitband-LNB müssen den Zielfrequenzbereich mit einer guten Flachheit im Band vollständig abdecken, um Amplitudenverzerrungen für Breitbandträger zu vermeiden..

2.2 Phase-Rauschleistung

Modulationen hoher Ordnung wie 32APSK sind äußerst empfindlich auf Phasengeräusche.Verlust von Verriegelung und Mosaik-Artefakte, selbst bei ausreichendem SNRDie HTS-orientierte LNB optimiert die PLL-Schleife und die lokalen Oszillatorvorrichtungen, um das Geräusch ausserhalb der Bandphase zu unterdrücken.

2.3 Temperaturfrequenzstabilität im vollen Bereich

Die Temperaturverschiebung der DRO-Architektur wird die HTS-Breitbandträger aus dem Empfängerdemodulationsfenster verschieben.HTS-Anwendungen müssen eine PLL-Verriegelungsarchitektur übernehmen, um den Frequenzverschiebungsbereich von LO innerhalb des Betriebsbereichs von -40 °C ~ +65 °C streng zu begrenzen.

2.4 Abstoßung außerhalb des Bandes und Störungshemmnis

Nachbarstrahlinterferenzen sind in einer HTS-Mehrstrahlumgebung besonders stark.Verhinderung starker Störsignale, den dynamischen Bereich des Empfängers zu komprimieren.

2.5 Dynamischer Bereich

Die empfangenen Signalstärken unterscheiden sich sehr stark zwischen den verschiedenen HTS-Strahlen. LNB muss einen ausreichenden linearen Dynamikbereich bieten:geringer Geräuschpegel bei schwachen Signalen und frei von Sättigungsverzerrungen bei starkem Eingang, um die Empfangskompatibilität für Mehrstrahlszenarien zu gewährleisten.

3Schlüsselfaktoren für die Konzeption von Breitband-LNB für HTS

1. Auswahl des PLL-Lokal-Oszillator-Systems: Verzicht auf die DRO-Architektur;Einführung einer hochleistungsfähigen PLL- und TCXO-Lösung zur Frequenzstabilisierung im gesamten Temperaturbereich und zur Beseitigung der temperaturbedingten Frequenzverschiebung.
2. Breitband-HF-Kette-Design: Optimierung von LNA, Filtern und Mischern zur Verbesserung der Vollband-Flachheit im Band und zur Verringerung der Amplitudenverzerrung für Breitbandsignale.
3. Phase-Rausch-Optimierung: Richtige Konfiguration der PLL-Schleifbandbreite und Auswahl von LO-Chips mit geringem Phase-Rausch, um die Demodulationsschwelle für hohe Modulationen wie 32APSK zu erreichen.
4. IF-Ausgabeplanung: Bei HTS-Breitbandträgern ist ein angemessener IF-Ausgabebereich so zu entwerfen, dass volle Träger in das Empfänger-IF-Empfangsfenster fallen können.
5. EMV- und Umweltsicherheit: Die meisten HTS-Terminals werden im Freien eingesetzt..
6. Multi-Port-Compromise: Bei der Anwendung von Multi-Output-LNB in HTS-Projekten ist die Isolation von Port zu Port und der Verlust von Port zu bewerten, um eine durch mehrwegige Signalspaltung verursachte Leistungsabnahme zu vermeiden.

4. Allgemeine Fallstricke im Bereich der Technik

Missverständnis: Für den HTS-Empfang reicht die Nennbandbreite.

Missverständnis: DRO-LNB kann für den HTS-Empfang verwendet werden.

Missverständnis: Alle Multi-Output-LNB sind für den zentralisierten Empfang von HTS geeignet.

5. Zusammenfassung

HTS-Satelliten mit hohem Durchsatz erfordern für die Bodenstation LNB wesentlich höhere Hardware-Schwellenwerte als herkömmliche Rundfunksatelliten.Die Leistung des Breitbandnetzes wird nicht nur durch die Betriebsbandbreite bestimmt. PLL-Frequenzverriegelung, Phasengeräusche, Flachheit im Band, dynamischer Bereich und Abstoßung außerhalb des Bandes bestimmen gemeinsam die HTS-Empfangsleistung in der realen Welt.Priorisierung von HTS-optimiertem Breitband PLL-LNBÜberprüfen Sie stets die wichtigsten Datenblattparameter, um einen stabilen Empfang rund um die Uhr zu gewährleisten.