ODU 야외 단위: LNB, Feedhorn & BUC Upconverter의 협력 작업 원칙

소개

VSAT 지구국의 ODU(Outdoor Unit)는 전체 위성 통신 시스템의 프론트엔드 송수신 허브 역할을 합니다. 많은 초보자들이 피드혼, LNB, BUC 업컨버터의 기능을 혼동합니다. 피드혼은 전자기파를 수집하고 방사하며, LNB는 수신 체인의 핵심 역할을 하고, BUC 업컨버터는 송신 체인의 핵심 역할을 합니다. 이들은 함께 위성 신호 수신, 하향 변환, 송신 신호의 상향 변환 및 증폭을 완료합니다. 이 글에서는 ODU 송수신 링크의 작업 할당, 신호 흐름 및 구성 요소 협력 논리를 분석하고, 공동 배치된 송수신을 위한 격리 설계 포인트를 명확히 합니다.

1. 기본 구성 요소 정의

ODU(Outdoor Unit)는 일반적으로 접시 안테나의 초점에 장착됩니다. 피드혼, LNB, BUC 업컨버터 및 OMT(Orthomode Transducer)로 구성되어 통합 송수신을 실현합니다.

1.1 피드혼

피드혼은 안테나의 전자기 커플링 구성 요소입니다. 수신 시: 접시로 초점화된 위성 전자기파를 수집하여 LNB로 공급합니다. 송신 시: BUC의 RF 신호를 접시로 방사하고, 접시는 위성을 향한 빔을 형성합니다. 또한 편파 매칭(H/V, 원형 편파)을 처리합니다.

1.2 저잡음 블록(LNB)

일반적으로 LNB로 알려진 저잡음 블록은 수신 체인에 속합니다. 피드혼에서 오는 고주파 위성 하향 신호를 저잡음으로 증폭한 후, 로컬 발진기를 통해 IF(중간 주파수)로 하향 변환하고, 동축 케이블을 통해 실내 수신기로 IF 신호를 보냅니다.

1.3 블록 업 컨버터(BUC)

블록 업 컨버터(BUC)는 송신 체인에 속합니다. 실내 변조기에서 오는 IF 신호가 BUC로 들어가 필터링, 상향 변환 및 전력 증폭을 거칩니다. 고주파 업링크 RF 신호를 피드혼으로 출력하고, 접시 안테나를 통해 위성으로 송신합니다.

1.4 직교 모드 변환기

OMT(Orthomode Transducer)는 피드 어셈블리 내부에 통합된 편파 분리기입니다. 편파에 따라 송신 및 수신 신호를 분리하여 고출력 송신 신호가 LNB로 누출되어 소손되는 것을 방지합니다.

2. ODU 협력의 전체 신호 흐름

2.1 수신 체인 (하향 링크: 위성 → 접시 → ODU → 실내 수신기)

• 접시 안테나가 위성 하향 전자기파를 초점화합니다.
• 피드혼이 파동을 포착하고, OMT가 수신 편파 신호를 분리합니다.
• 신호가 LNB로 들어가 LNA에 의해 증폭되고, LO에 의해 IF로 하향 변환됩니다.
• IF 신호는 동축 케이블을 통해 실내 수신기로 전송되어 복조됩니다.

2.2 송신 체인 (실내 변조기 → ODU → 접시 → 위성)

• 실내 변조기가 동축 케이블을 통해 BUC로 송신 IF 신호를 출력합니다.
• BUC가 상향 변환 및 전력 증폭을 수행하여 고주파 업링크 RF를 생성합니다.
• 업링크 RF가 OMT로 들어가 송신 편파를 선택하고 피드혼으로 공급됩니다.
• 피드혼이 접시로 전자기파를 방사하고, 빔이 형성되어 위성으로 송신됩니다.

3. 송수신 협력의 핵심 사항

3.1 송신 및 수신 간 격리

BUC 송신 전력은 수 와트에서 수십 와트까지 다양하지만, LNB는 매우 민감한 저잡음 장치입니다. OMT와 피드혼의 편파 격리는 고출력 송신 전력이 LNB로 누출되어 LNA 포화 또는 영구 소손을 유발하는 것을 방지하는 핵심 보호 역할을 합니다.

3.2 편파 매칭

송신 및 수신은 일반적으로 직교 편파(예: 송신은 H, 수신은 V)를 사용합니다. 격리 외에도 스펙트럼 활용도를 향상시킵니다. 시운전 중 피드혼 편파 각도는 위성 트랜스폰더와 정확하게 정렬되어야 합니다. 그렇지 않으면 송수신 이득이 급격히 감소합니다.

3.3 동축 케이블 공유 IF 및 전원 공급

많은 VSAT ODU 시스템은 단일 동축 케이블을 사용하여 하향 수신 IF, 업링크 송신 IF를 전달하고 BUC 및 LNB에 DC 전원을 공급합니다. 하나의 케이블이 RF AC 신호와 DC 전원을 모두 전달하여 실외 배선을 단순화합니다.

4. 일반적인 엔지니어링 장애 진단

장애1: 수신 불량, 송신 정상 → 먼저 피드 편파, LNB 잡음 지수, LNB 전원 공급 및 피드와 LNB 간 연결을 확인하십시오.

장애2: 송신 오프라인, 수신 정상 → BUC 전원 공급, BUC LO, OMT 연결 및 업링크 링크 예산을 확인하십시오.

장애3: 송신 직후 수신 잠금 해제 → 전형적인 Tx/Rx 격리 부족. BUC 송신 전력이 LNB로 누출됩니다. OMT 및 피드혼 어셈블리를 검사하십시오.

5. 요약

ODU 실외 장치는 VSAT 위성 통신의 송수신 프론트엔드입니다. 피드혼은 전자기파를 수집하고 방사하며, LNB는 하향 신호에 대한 저잡음 수신 및 하향 변환을 수행하고, BUC 업컨버터는 업링크 IF 신호에 대한 상향 변환 및 전력 증폭을 완료하며, OMT는 송수신 편파 격리를 실현합니다. 네 가지 구성 요소가 협력하여 양방향 위성 통신을 달성합니다. 엔지니어링 시운전은 편파 정렬, Tx/Rx 격리 및 링크 예산에 중점을 두어 고출력 BUC가 민감한 LNB를 손상시키는 것을 방지합니다.

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