Evolução técnica da LNB de banda larga: elementos essenciais de concepção para a recepção por satélite de alta capacidade de HTS

Análise de engenharia da largura de banda, ruído de fase, estabilidade de frequência e recepção de vários feixes

Introdução

Com a implantação comercial em larga escala de satélites HTS de elevado rendimento, as LNB convencionais de banda estreita não podem mais satisfazer os requisitos de recepção de largura de banda elevada,Modulação de alta ordem e coexistência de vários feixes. O LNB de banda larga tornou-se o hardware principal para os terminais de recepção terrestre. Este artigo classifica a evolução técnica do LNB de banda larga e desmonta as principais restrições de design para cenários HTS,fornecer referências para seleção de engenharia e desenvolvimento de produtos.

1Evolução da tecnologia LNB

1. DRO Dielectric Resonator Oscillator LNB: Solução primitiva de base com estrutura simples e baixo custo.Apto apenas para satélites tradicionais de baixa taxa de bits e incapaz de receber modulação de alta ordem HTS.
2. PLL-LNB convencional: Adota bloqueio de fase baseado em cristal para melhorar significativamente a estabilidade de frequência.aplicada principalmente a satélites de radiodifusão tradicionais de banda Ku.
3. Nova geração de banda larga PLL-LNB: Otimizada para satélites HTS de alto rendimento. Possui largura de banda RF ultra-larga, excelente desempenho de ruído de fase e bloqueio de frequência em toda a faixa de temperatura.Suporta a recepção de vários feixes, largura de banda de grande portadora e demodulação de modulações de alta ordem, como 16APSK / 32APSK, tornando-se a solução dominante para terminais receptores HTS modernos.

2Requisitos técnicos essenciais para os LNB compatíveis com o HTS

Os satélites HTS de alto rendimento são caracterizados por portadores de banda larga, modulação de alta ordem, reutilização de frequências de vários feixes e margem de ligação estreita,que impõe especificações rigorosas para os LNB diferentes dos satélites de radiodifusão tradicionais.

2.1 Largura de banda operacional ultra-larga

Os portadores de feixe único de HTS ocupam um espectro mais amplo. As cadeias de RF e os filtros IF de LNB de banda estreita tradicionais causarão deslocamento e distorção do sinal na banda.A LNB de banda larga deve cobrir integralmente a faixa de frequências-alvo com uma boa planitude da banda para evitar distorções de amplitude para os operadores de banda larga..

2.2 Desempenho do ruído de fase

As modulações de ordem elevada, como a 32APSK, são extremamente sensíveis ao ruído de fase.resultando em perda de bloqueio e artefatos de mosaico mesmo com RNS suficienteO LNB orientado para HTS deve otimizar o circuito PLL e os dispositivos de oscilador local para suprimir o ruído de fase fora da banda.

2.3 Estabilidade de frequência a temperatura em toda a gama

Os terminais ao ar livre enfrentam grandes variações de temperatura diurna e noturna.As aplicações HTS devem adotar uma arquitetura de bloqueio PLL para restringir estritamente o deslocamento de frequência LO dentro da faixa de funcionamento de -40 °C ~ +65 °C.

2.4 Rejeição fora da banda e anti-interferência

A interferência do feixe adjacente é proeminente no ambiente HTS multi-feixe. os filtros LNB RF front-end exigem boa rejeição fora da banda para suprimir a interferência de frequência adjacente e imagem,evitar que sinais de interferência fortes comprimam o intervalo dinâmico do receptor.

2.5 Alcance dinâmico

Os níveis de sinal recebidos variam muito entre os diferentes feixes HTS.Nível de ruído baixo para sinais fracos e livre de distorções de saturação sob entrada forte, assegurando a compatibilidade de recepção para cenários de vários feixes.

3Principais elementos essenciais de conceção da LNB de banda larga para HTS

1. PLL Seleção do esquema de oscilador local: Abandonar a arquitetura DRO;Adotar solução PLL de alto desempenho mais TCXO para alcançar a estabilização de frequência em toda a faixa de temperatura e eliminar o deslocamento de frequência induzido pela temperatura.
2. Projeto de cadeia de RF de banda larga: Otimize LNA, filtros e misturadores para melhorar a planitude da banda completa e reduzir a distorção da amplitude dos sinais de banda larga.
3. Optimização do ruído de fase: Configure corretamente a largura de banda do loop PLL e selecione os chips LO de baixo ruído de fase para atender ao limiar de demodulação para modulações de alta ordem, como o 32APSK.
4. Planeamento de saída de IF: Para os portadores de banda larga HTS, conceber razoavelmente a gama de saída de IF de modo a que os portadores completos possam ser incluídos na janela de recepção de IF do receptor.
5. EMC e confiabilidade ambiental: a maioria dos terminais HTS são implantados ao ar livre..
6. Compensação de múltiplos portos: Quando a LNB de múltiplos saídos for aplicada em projetos de HTS, avaliar o isolamento de porta a porta e a perda de porta para evitar a degradação do desempenho causada pela divisão de sinal de várias vias.

4- Cabeças comuns da engenharia

Mal-entendido: alcançar a largura de banda nominal é suficiente para a recepção HTS.

Incorreção: O DRO-LNB pode ser utilizado para a recepção de HTS.

Mal-entendido: Todos os LNB de saída múltipla são adequados para recepção centralizada HTS.

5Resumo

Os satélites HTS de alto rendimento impõem prazos de hardware muito mais elevados para a estação terrestre LNB do que os satélites de radiodifusão tradicionais.O desempenho da banda larga LNB não é determinado apenas pela largura de banda operacional. O bloqueio de frequência do PLL, o ruído de fase, a planitude na banda, a faixa dinâmica e a rejeição fora da banda determinam conjuntamente o desempenho da recepção HTS no mundo real.dar prioridade à banda larga PLL-LNB optimizada para HTSVerifique sempre os parâmetros-chave da ficha de dados para garantir uma recepção estável 24 horas por dia.