LNB Rain Fade and Temperature Drift: Hardware Optimization Solutions for Hot and Humid Tropical Environments

Wprowadzenie

W regionach tropikalnych występują wysokie temperatury, wysoka wilgotność i duże opady deszczu przez cały rok.i zmiany temperatury lokalnego oscylatora LNB wywołane gwałtownymi zmianami temperatury otoczenia. W przypadku opadów deszczu zanik częstotliwości powoduje bezpośrednią degradację SNR i powoduje utratę pakietów transponderów oraz przerwę w obsłudze.powodujące awarię demodulacji i nieprawidłowe skanowanie kanałuKonwencjonalne LNB klasy konsumenckiej nie są w stanie wytrzymać trudnych warunków eksploatacji w tropikach.podsumowuje rozwiązania optymalizacyjne do wyboru sprzętu LNB, struktury mechanicznej i obwodów w tropikalnych warunkach wysokiej temperatury i wysokiej wilgotności oraz zawiera odniesienia do zastosowań w terenie.

1Dwa kluczowe problemy LNB w środowisku tropikalnym

1.1 Upadek deszczu

Upadek deszczu jest nieuniknionym zjawiskiem łącza dla łączności satelitarnej w paśmie Ku. Krople deszczu pochłaniają i rozpraszają fale elektromagnetyczne; większe opady deszczu powodują większą utratę łącza.

1.2 Odchylenie temperatury LNB

Wskaźnik ten jest w dużej mierze zgodny z założeniami, które zostały przedstawione w sprawozdaniu dotyczącym zmian temperatury w regionie.Temperatura powłoki LNB może szybko przekroczyć 70 °CW wyniku wahania temperatury powstaje przesunięcie częstotliwości lokalnego oscylatora, znane jako drift LO. Nadmierne drift wypycha wyjście IF z pasma demodulacji odbiornika.Typowe objawy obejmują mozaikę, wahania sygnału i słaba blokada kanału w gorących słonecznych warunkach, podczas gdy wydajność odzyskuje się automatycznie po nocnym chłodzeniu.

Wysoka temperatura przyspiesza starzenie się komponentów, a wysoka wilgotność prowadzi do kondensacji PCB i korozji części metalowych, co pośrednio pogarsza przesunięcie częstotliwości i awarię sprzętu.

2. Środki przeciwdziałające opadaniu deszczu (poziom systemu)

Utrata prądu występuje na łączności bezprzewodowej satelitarno-antenowej i nie może zostać całkowicie wyeliminowana jedynie poprzez wymianę LNB.

1. W celu zwiększenia wzrostu odbioru należy wybrać odpowiednio większą przysłonę anteny i zarezerwować wystarczający margines zaniku deszczu, aby przeciwdziałać utracie połączenia spowodowanej deszczem.
2. W celu zmniejszenia poziomu hałasu w systemie i poprawy zdolności odbioru słabego sygnału należy przyjąć LNB o niskim poziomie hałasu.
3. Rozsądnie zaplanować margines transponderów, zachować margines SNR powyżej 3-5 dB podczas uruchamiania w terenie, unikać pracy w pobliżu krytycznego progu.

3Optymalizacja sprzętu LNB dla tropikalnych wysokiej temperatury i wysokiej wilgotności

3.1 Optymalizacja obwodu LO w celu tłumienia przesunięć temperatury

1. Przyjąć wysokiej stabilności TCXO (temperaturowo-kompensowany oscylator kryształowy) zamiast konwencjonalnego oscylatora rezonatora dielektrycznego, znacznie ograniczyć odchyleń częstotliwości LO w całym zakresie temperatur,wspieranie pracy w szerokiej temperaturze od -40 °C do +70 °C w warunkach tropikalnych.
2. Optymalizacja układu PCB: izolacja termiczna elementów LO od części wytwarzających ciepło o dużej mocy w celu zmniejszenia łączonego efektu samoogrzewania i wysokiej temperatury otoczenia.
3. Dodanie obwodu kalibracyjnego kompensacji temperatury w czasie rzeczywistym przeciwdziała przesunięciu częstotliwości spowodowanemu zmianą temperatury.
4. W celu zapobiegania degradacji parametrów w wysokich temperaturach należy wybierać części wysokotemperaturowe klasy przemysłowej zamiast części klasy konsumenckiej.

3.2 Optymalizacja mechaniczna i uszczelniająca (przeciw wilgotności i kondensacji)

1. Materiał obudowy: zastosować obudowę z aluminium odpornego na promieniowanie UV, unikać zwykłych plastikowych obudow, które pękają pod tropikalnym promieniowaniem słonecznym.Zastosować działanie pasywacji przeciw korozji przeciw rozpylowaniu solnym i korozji pod wpływem wysokiej wilgotności.
2. Struktura uszczelniająca w całości: podwójne gumowe uszczelniacze przy wejściu do rdzenia i przyłączach F, aby zapobiec wnikaniu wody deszczowej i wilgotnej pary.
3. Wewnętrzna ochrona przed wilgocią: mieszaninę do gotowania wewnątrz jamy, pokrycie zgodne z PCB w celu uniknięcia wycieku PCB i korozji metali powodowanej kondensacją.
4. Wyposażenie zewnętrznego osłony słonecznej w osłonę termoizolacyjną: zmniejszenie bezpośredniego promieniowania słonecznego, obniżenie temperatury szczytowej powłoki i pośrednie zmniejszenie amplitudy dryfu LO.

3.3 Poprawa wydajności łańcucha RF

1. Ściśle kontrolować wydajność wartości hałasu, ograniczać degradację wartości hałasu w wysokich temperaturach, utrzymywać słabą zdolność odbioru sygnału w gorącym klimacie.
2. Wykorzystanie szeroko-temperaturowych wysokiej wydajności układów LNA, utrzymywanie wahań zysku w rozsądnym zakresie w wysokich temperaturach.
3. Optymalizacja wewnętrznej struktury jamy w celu uniknięcia rezonancji jamy i pogorszenia straty wstawienia w warunkach gorących i wilgotnych.

3.4 Zalecenie dotyczące rozmieszczenia w terenie

1. W przypadku projektów w regionach tropikalnych priorytetowo traktować LNB klasy przemysłowej lub tropikalnej, unikając zwykłych LNB klasy konsumpcyjnej.
2. Zainstaluj ochronę przeciwsłoneczną, aby zapobiec długotrwałemu narażeniu się na działanie słońca bez ochrony.
3. Wykorzystanie wodoodpornego, wodoodpornego kabla koaksjalnego; wprowadzenie wodoodpornej uszczelnienia łączników F. W tropikalnych miejscach często występuje awaria wprowadzania par przez łączniki.
4. Zapewnienie wystarczającego marginesu SNR podczas uruchamiania w celu zrekompensowania spadku wydajności spowodowanego opadami deszczu i przesunięciem temperatury.

4. Szybkie rozwiązywanie problemów w terenie

1. Słaby sygnał w gorących warunkach dziennych, odzyskiwany w nocy: podejrzewa się, że LNB LO zmienia temperaturę. Zastąpić go LNB klasy przemysłowej wyposażonym w TCXO i dodać osłonę przeciwsłoneczną.
2. Zaniżanie sygnału tylko podczas opadów deszczu: typowe zaniknięcie deszczu.
3. Stopniowa degradacja sygnału zarówno w pogodę słoneczną, jak i deszczową: sprawdź uszczelnienie LNB i wodoodporność złącza F, sprawdź korozję wywołaną parą.
4. Nienormalny hałas w połączeniu z stanem wysokiej temperatury: ocena degradacji obrazu hałasu wysokiej temperatury i zastąpienie go modelem o szerokiej temperaturze.

5Podsumowanie

W tropikalnych warunkach wysokiej temperatury i wysokiej wilgotności systemy odbioru satelitarnego są narażone zarówno na utratę połączenia z powodu opadów deszczu, jak i na drift temperatury LNB.głównie łagodzone przez większy wzrost anteny i odpowiedni margines odbioru. Odchylenie temperatury wynika z przesunięcia częstotliwości LO pod wpływem temperatury otoczenia.całokształtowa konstrukcja uszczelniająca i termoizolacyjna w celu ochrony przed słońcemZwykłe LNB klasy konsumenckiej nie będą bezpośrednio stosowane w projektach tropikalnych.Wymagana jest wodoodporność złącza i wystarczający margines systemu w celu zagwarantowania stabilnego odbioru przez cały rok.