1、 衛星地球站技術培訓衛星地球站技術培訓-天線射頻系統天線射頻系統 業務運行中心業務運行中心 肖巍肖巍 EMAIL:XIAOWEICHINASATCOM.COM課程內容課程內容衛星地球站射頻系統情況介紹衛星地球站射頻系統情況介紹業務運行中心射頻系統情況介紹業務運行中心射頻系統情況介紹射頻系統維護與操作射頻系統維護與操作人工監測系統使用與操作人工監測系統使用與操作COMPASSCOMPASS系統情況介紹及操作系統情況介紹及操作2衛星地球站設備情況概述衛星地球站設備情況概述1 1、 地球站設備情況概述地球站設備情況概述2 2、天線、饋源和跟蹤系統、天線、饋源和跟蹤系統3 3、射頻、基帶設備技術指標、

2、射頻、基帶設備技術指標4 4、射頻、基帶設備操作、射頻、基帶設備操作3衛星地球站衛星地球站東北旺站擁有較為豐富的天線和射頻設備。按業務類型劃分可以分為：監測天線、測控天線、業務天線；按頻率資源劃分可以分為：L、 S、C、Ku（含DBS）波段天線。 L: 950-1450(2150、2750) 本振：下行：11300(10075、10000) 上行：13050 S: 上行：1980MHz2010MHz 下行：2170MHz2200MHz C: 上行頻段為59256425MHz，擴展頻段為64256725MHz； 下行頻段為37004200MHz，擴展頻段為34003700MHz。 LO:2225

3、MHz LO:3025MHz LO:5150MHz KU: 上行頻段為1225012750MHz，擴展頻段 1095011700MHz 下行頻段為1400014000MHz ，擴展頻段1375014500MHz 。 LO:1750MHz LO:13050MHz （L: 下行11300MHz、10750MHz、10000MHz 上行：13050MHz） DBS: 上行：17300MHz18100MHz 下行： 11700MHz12200MHz LO:5600MHz Ka： 上行：27500MHz31000MHz 下行： 17700MHz21200MHz 4530f 波長(cm), f頻率（GHz

4、)超長波天線(3-30KHz) 對潛艇通信長波天線(30-300KHz) 導航中波天線(300KHz-3MHz) 廣播、導航、海通 短波天線(3-30MHz) 廣播、軍用電臺、導航超短波天線(30-300MHz) 廣播、軍用電臺、導航功率單位簡介功率單位簡介絕對功率的dB表示6射頻信號的絕對功率常用dBm、dBW表示，它與mW、W的換算關系如下：例如信號功率為x W，利用dBm表示時其大小為：例如：1W等于30dBm，等于0dBW。 pdBm 10 logloglogX 1000mW1mW pdBW 10logloglogXW1W簡便公式簡便公式： 0dBm=0.001W，左邊加10=右邊乘1

5、0簡便公式簡便公式： 0dBW=1W， 左邊加3=右邊乘2dBdB、dBcdBc、dBmdBm、dBWdBW、dBddBd、dBidBi天線基本知識天線基本知識定義：用于發射和接收電磁波的部件，稱為天線。天線為發射機或接收機與傳播無線電波的媒質之間提供所需要的耦合。The antenna is a device which transforms guided electromagnetic signals into electromagnetic waves propagating in free space. It can be used for reception and transmis

6、sion. 天線基本概念天線基本概念7衛星通信鏈路簡圖衛星通信鏈路簡圖衛星通信鏈路簡圖衛星轉發器衛星轉發器發射天線發射天線接收天線接收天線8反射面天線類型反射面天線類型前饋拋物面天線前饋拋物面天線角錐喇叭天線角錐喇叭天線9反射面天線類型反射面天線類型10前饋拋物面天線前饋拋物面天線卡塞格天線卡塞格天線11格里高利天線格里高利天線12 格里高利天線也是一種雙反射面天線，也格里高利天線也是一種雙反射面天線，也由主反射面、副反射面及饋源組成，如圖由主反射面、副反射面及饋源組成，如圖所示。與卡塞格倫天線不同的是，它的副所示。與卡塞格倫天線不同的是，它的副反射面是一個橢球面。饋源置于橢球面的反射面是一個

7、橢球面。饋源置于橢球面的一個焦點一個焦點F1上，橢球面的另一個焦點上，橢球面的另一個焦點F2與與主反射面的焦點重合。格里高利天線的許主反射面的焦點重合。格里高利天線的許多特性都與卡塞格倫天線相似，不同的是多特性都與卡塞格倫天線相似，不同的是橢球面的焦點是一個實焦點，所有波束都橢球面的焦點是一個實焦點，所有波束都匯聚于這一點。匯聚于這一點。環焦天線環焦天線13偏饋型天線偏饋型天線14天線基本電參數天線基本電參數天線是無線電設備系統實現能量轉換的裝置，其性能的好壞直接影響無線電設備系統性能的好壞。天線性能常用電參數有：15 天線增益天線增益 天線方向圖天線方向圖 天線極化天線極化 天線電壓駐波比天

8、線電壓駐波比 天線噪聲溫度天線噪聲溫度 端口隔離度端口隔離度 天線帶寬天線帶寬天線增益天線增益天線增益天線增益：是衡量天線輻射能量的集中程度，它定義為在天線輸入功率相同時，天線的輻射強度與理想點源輻射強度之比。16天線增益定義示意圖各向同性天線增益天線增益常用G(，)表示，一般不說明情況下，天線通常指的是最大方向上的增益，用G表示。天線增益計算天線增益計算圓口徑天線增益計算公式：172DGD天線口面直徑工作波長天線效率，定義為天線輻射功率與輸入功率之比天線增益用分貝表示為：dBi9.943 10 log20 logDG增益與波束寬度增益與波束寬度 增益與波束寬度的關系：增益與波束寬度的關系：1

9、8332700010 logAZELG3dB70D波束寬度的估算：波束寬度的估算：衛星天線工程概算衛星天線工程概算天線增益工程概算： 3米C頻段天線增益：41DBi4G 6米C頻段天線增益： ？ 3米KU頻段天線增益：？ 9米KU頻段天線增益：？ 天線半功率角工程概算： 9米KU半功率角為： 0.1812G 4.5米KU天線半功率角為：? 3米C天線半功率角為：?192DG10Lg(2)=310Lg(3)=4.77 3dB70D天線輻射方向圖天線輻射方向圖 天線輻射方向圖（簡稱方向圖）是指天線的輻射參量（場強振幅、相位和極化等）隨空間方向變化的函數圖。完整的方向圖是一個三維的空間圖形，稱為立體

10、方向圖或空間方向圖。20方向圖方向圖21方向圖方向圖22方向圖方向圖繪制天線平面方向圖常采用極坐標和直角坐標形式。極坐標繪出的方向圖形象直觀，但對方向性很強的天線難以精確地表示；直角坐標恰與其相反，它雖不直觀，但可以精確地表示強方向性天線的方向圖。且一般繪制的方向圖為歸一化方向圖，一般不說明情況下，方向圖均指的天線功率方向圖。23方向圖方向圖24-8-4048-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 002 9 -2 5 *lo g ()f= 3 .6 1 1 G H zR H C P F()(dB)A Z o ffs e t b e a m c e n te r(D e g .)直角坐標

11、方向圖方向圖方向圖25半功率波束寬度：在歸一化功率方向圖的主瓣范圍內，功率下降到主瓣最大值的一半(用分貝表示時，也就是功率下降3dB )的兩個方向之間的夾角。-2-1012-40-30-20-100 3dB波束寬度10dB波束寬度方向圖方向圖旁瓣電平：天線方向圖通常有許多波瓣，除了最大輻射強度的主瓣之外，其余均稱為副瓣或旁瓣，與主瓣相反方向的旁瓣稱為背瓣或后瓣。旁瓣電平定義為旁瓣信號強度的最大值與主瓣最大值之比。在實際工程應用中，常關心方向圖第一旁瓣電平、寬角旁瓣包絡和前后比。26方向圖方向圖27主瓣第一旁瓣旁瓣包絡- 8- 6- 4- 202468- 7 0- 6 0- 5 0- 4 0-

12、3 0- 2 0- 1 00 0 1 - 7 - 4 1 0 : 3 0 : 3 31 1 3 3 m m a a n n t t e e n n n n a a w w i i d d e e s s i i d d e e l l o o b b e e p p a a t t t t e e r r n nF r e q u e n c y : 3 7 5 0 . 7 4 ( M H z ) D i a m e t e r : 1 3 ( m )E L a n g l e : 3 7 . 7 (o) P o l a r i z a t i o n : L H C PN o r m a l

13、 g a i n : 5 2 . 5 7 ( d B i ) E n v e l o p e : 2 9 - 2 5 * L o g (dB)A Z a n g l e o f f s e t b e a m c e n t e r ( D e g . )天線極化天線極化28所謂極化:是指在與傳播方向垂直的平面內，電場矢量變化一周期矢量端點描出的軌跡。如果場矢量的矢量端點軌跡是直線，則稱為線極化；矢量端點軌跡是圓，則稱為圓極化；矢量端點軌跡是橢圓，則稱為橢圓極化。描述極化特性的電參數有：軸比、極化效率和極化隔離度。天線極化天線極化29線極化線極化天線極化天線極化30圓極化天線極化天線極化極化效

14、率：天線實際接收的功率與在同方 向、同強度且極化匹配條件下的 接收功率之比。31圓極化發射垂直極化接收極化損失3dB天線極化天線極化32在工程應用中，常以大地為參考面定義極化，電場矢量平行于地面的，稱為水平極化；垂直于地面的，稱為垂直極化。 天線極化天線極化33垂直極化水平極化大地參考面天線極化天線極化34垂直極化水平極化大地參考面常見波段參數常見波段參數35反射系數、回波損耗和電壓駐波比反射系數、回波損耗和電壓駐波比36 天線的反射系數是衡量天線系統阻抗匹配好壞的一個重要指標。定義為在所測量的天線端口處的反射波電壓與入射波電壓之比，用公式表示為：反射系數定義示意圖VinVre天線反射系數，它

15、是一個復數，其值0|1；Vre 反射波電壓； Vin 入射波電壓。inreVV 回波損耗回波損耗回波損耗定義為反射波功率與入射波功率之比，與反射系數的關系為：3720logR L 電壓駐波比電壓駐波比天線的電壓駐波比（VSWR）定義為駐波曲線的最大電壓值與最小電壓值的比，它與反射系數的關系為：3811VSWR11VSWRVSWR 駐波損耗駐波損耗39噪聲噪聲噪聲定義噪聲是指在信號處理過程中遇到的無法確切預測的干擾信號（各類點頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天電噪聲，汽車的點火噪聲，來自系統內部的熱噪聲，晶體管等在工作時產生的散粒噪聲，信號與噪聲的互調產物。40天線噪聲溫度天線噪聲溫度

16、天線從周圍環境接收到噪聲功率，通常用噪聲溫度來度量一個系統產生的噪聲功率大小。天線噪聲可以用給定頻帶內與噪聲功率有關的等效噪聲溫度表示。即N=kBTa( k為玻爾茲曼常數；B為接收機帶寬；Ta為天線等效噪聲溫度)。天線噪聲可分為內部噪聲和外部噪聲。內部噪聲主要包括天線傳輸損耗和歐姆損耗等；外部噪聲是天線所處的環境中的噪聲源產生的噪聲，如大氣衰減噪聲、宇宙噪聲和地面熱輻射噪聲等。天空噪聲溫度由大氣衰減噪聲和宇宙噪聲組成。地面噪聲由地面輻射引起的噪聲溫度。 41天線噪聲天線噪聲42TfeedTgroundT天線噪聲溫度組成天線天線43天空噪聲Tsky銀河系噪聲宇宙背景噪聲大氣衰減噪聲銀河系噪聲22

17、6.1galTfTbc = 2.7K宇宙背景噪聲大氣衰減噪聲atmatmatmosphereTLT1天線噪聲天線噪聲饋源網絡插入損耗噪聲44offTLT1式中：Tf 饋源網絡插入損耗引起的噪聲溫度（K）； T0 天線的環境溫度（K）； Lf 天線饋源網絡的插入損耗。Tground ：地面輻射引起的噪聲溫度。由于天線輻射方向圖的旁瓣特性，此影響隨天線的仰角而略有變化。來自此源的噪聲溫度估計為46K。 T ：天線歐姆損耗引起的噪聲溫度，此值估計為34K。 011TLLTTTTffgroundskyA天線噪聲溫度天線品質因數天線品質因數G/TG/T天線系統的品質因數是衡量地面站接收系統性能的重要指標

18、之一，定義為天線的接收增益與系統噪聲溫度之比，用分貝法表示為： G/T（dB/K）=G（dBi）-10lgT（K）45端口隔離端口隔離端口隔離度46在匹配條件下，一端口入射波的功率與該入射波泄漏到另一端口的功率之比，用分貝表示。可細分為收發端口隔離度、同頻端口隔離度和不同頻端口隔離度。 網絡喇叭饋源網絡端口1端口2天線帶寬天線帶寬天線帶寬47天線帶寬定義為天線滿足一定電性能指標的工作頻率范圍。天線帶寬定義示意圖flowfhigh帶寬天線帶寬天線帶寬48天線帶寬的表示方法：絕對帶寬、相對帶寬和倍頻帶寬。絕對帶寬表示天線實際工作頻率范圍，為高端頻率與低端頻率(或上限頻率與下限頻率）之差；相對帶寬是

19、絕對帶寬與中心頻率之比的百分數；倍頻帶寬定義為上限頻率與下限頻率之比。highlowff絕對帶寬100%2highlowhighlowffff相對帶寬highlowff倍頻帶寬=電氣性能指標電氣性能指標49天線結構天線結構50天線反射面結構天線反射面結構51天線副反射面結構天線副反射面結構52反射體骨架結構反射體骨架結構53饋源套筒結構饋源套筒結構54天線座架天線座架55饋源喇叭饋源喇叭56饋源網絡饋源網絡57天線跟蹤系統結構天線跟蹤系統結構5872007200伺服系統伺服系統5972007200連接圖連接圖60跟蹤接收機與天線控制器跟蹤接收機與天線控制器61天線驅動單元天線驅動單元62天線控

20、制單元天線控制單元天線角編碼器63天線地基天線地基64天線的保養、維護天線的保養、維護 天線是室外設備，長期受到風吹雨淋、陽光照射等各種自然環境的影響，設備的壽命長短與正確的使用維修關系極大，設備及時地高質量地維護和維修是保證使用壽命的重要環節，為了保證室外設備的壽命需按如下要求進行使用和維護。天線設備的使用與維護主要內容如下：注意當地的天氣預報，當大于32m/s的大風到來時，提前做好準備，隨時將天線朝天鎖定；副反射面安裝調好，投入使用后，副反射面支架上不允許再上人，如需上去維修時，不允許登踩副反射面，以免破壞副反射面的安裝精度；主反射面是由鋁板材料制造而成，上去維修人員不允許穿硬底鞋，以免劃

21、傷主反射面；喇叭口面的密封薄膜應定期檢查，如有破損漏水，必須及時更換，否則將會影響天線的正常工作；65天線的保養、維護天線的保養、維護中心體內的饋源網絡和波導器件均為硬性連接，禁止受到撞擊和積壓；定期涂覆，每三年應對天線噴涂三防漆一次；開機前應檢查各部件安裝的正確性、可靠性，如有故障苗頭必須預先排除；經常檢查同步裝置的密封罩及所有線纜接線處是否密封，不密封應用密封膠密封，防止漏水，以免造成短路或燒毀設備；天線方位工作范圍變動必須換檔時，建議換檔風速為12級為宜，最大不能超過34級。天線換檔位置應能使方位絲杠轉過三角支架的前撐桿的位置，即在方位200處，換檔的工作人員一般為34人，由一人統一指揮

22、，拆卸8條M24方位驅動絲杠接頭上螺栓，拆卸完成后，推動方位驅動和天線方位轉動，到達200處，重新安裝8條M24方位驅動絲杠接頭上螺栓；天線座需進行定期檢查維護（3個月為宜），對天線座進行例行檢查維護時，務必把電源切斷，確保人身和設備的安全。檢查如下：定期檢查方位左右限位和俯仰上下限位，如發現失靈，必須及時修復，防止需限位時無法起限位作用，預防重大事故發生；定期檢查電機、同步裝置是否完好和密封，防止斷路或短路，以防意外發生；66天線的保養、維護天線的保養、維護定期檢查外露螺釘的緊固清況，發現松動的應及時擰緊；定期檢查漆面是否破損，發現破損處及時補漆（緦黃底漆和白色聚氨脂漆）。經常檢查座架所有結

23、構件和轉動件（轉軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機、行星減速機和擺線針輪減速器），發現問題及時解決；轉動件（轉軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機、行星減速機和擺線針輪減速器）加注潤滑脂和潤滑油。按（q）中所述進行；天線座大檢修（需停機，3年一次）；檢查所有零、部件是否有損壞，如有損壞及時更換；所有運動部件清洗除銹加油，保證運轉靈活；3）軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機、行星減速機和擺線針輪減速器進行清洗調整，發現損壞或接近損壞件及時更換，同時加足潤滑劑（潤滑脂為二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂，潤滑油為高級重載齒輪油），確保運轉靈活；加注潤滑脂和潤滑油按（q）中所述進行。油和脂一定要加足加滿，不得有漏

24、加或少加現象，一旦漏加或少加油和脂后果會很嚴重，運動件會在很短時間損壞；4）噴漆：每隔3年應全面噴漆一次。噴漆前應將原漆面清洗干凈，根據破損情況補緦黃底漆（補一遍到兩遍）和噴白色聚氨脂漆（根據情噴況兩遍到3遍）；天線運動的速度分快慢兩檔，快速用于天線換檔、收藏和尋星，慢速用于正常工作時跟蹤衛星；67天線的保養、維護天線的保養、維護若遇大的風暴或地震等自然災害后，隨時檢修，對損壞的零部件及時更換。若風速達到天線收藏風速時，如有10級以上大風預報（根據預報按當時風速考慮）應提前2小時將天線轉到朝天收藏位置；絲杠罩用于保護絲杠，若發現破損立即修補或更換；軸、軸承、絲杠、蝸輪蝸桿減速機、行星減速機和擺

25、線針輪減速器每三個月檢查一次，同時加潤滑劑（潤滑脂為二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂，潤滑油高級重載齒輪油），確保運轉靈活；方法如下：方位、俯仰減速箱加潤滑脂。方法是把箱體上有機玻璃板取下，加注二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂與高級機油混配的糊狀潤滑劑；方位、俯仰絲杠涂二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂。方法是把絲杠保護套打開，沿絲杠螺紋表面均勻涂潤滑脂；用壓注式油槍向方位、俯仰各個轉軸部位的油杯內加注二硫化鉬（MnS2）極壓鋰基潤滑脂（可加高級機油調成糊狀），以潤滑各轉軸；行星減速機和擺線針輪減速器加潤滑油。方法是在注油孔加注重載齒輪油。68 伺服設備的使用與維護伺服設備的使用與維護 伺

26、服設備的使用與維護伺服設備的使用與維護 伺服設備的使用與維護主要內容如下：電源開關不要頻繁開關設備開關，以防損壞設備機箱內部元器件； 禁止帶電插拔設備電纜插頭，以防損壞設備或外圍設備元器件，造成運行故障； 系統菜單中的參數設置要十分小心，不要輕易修改；系統設置參數請勿修改， 用戶最好定期查看，一旦發現初始值被修改，請及時將它恢復原值。提示：帶電插拔設備電纜插頭可能對設備造成損壞。69機械性能指標機械性能指標70環境性能指標環境性能指標71天線選址、對星天線選址、對星天線選址： 天線遮擋分析 電磁環境測試對星： 星位、天線扇區 天線方位俯仰角計算 接收衛星信標72天線遮擋分析天線遮擋分析73射頻

27、設備技術指標及操作射頻設備技術指標及操作概述概述衛星地球站的設備主要由天饋線系統、上行系統、監測系統、網管系統、配電系統等組成。射頻系統包括發射支路、接收支路，發射支路。發射支路發射支路：主要由上變頻器和行波管高功放組成，實現140MHz的中頻信號變頻為C頻段和Ku頻段射頻信號，并將射頻信號放大為所需功率并饋送給天線。接收支路接收支路：主要由低噪聲放大器、下變頻器組成，實現將射頻信號變頻為70/140MHz中頻信號，并將中頻信號傳送給基帶設備。74射頻系統主要參數射頻系統主要參數發射頻率偏差和穩定度帶內平坦度輸出頻譜雜散輸出相位噪聲三階互調增益變化與功率穩定度75功率單位簡介功率單位簡介相對功

28、率的dB表示射頻信號的相對功率常用dB和dBc兩種形式表示，其區別在于：dB是任意兩個功率的比值的對數表示形式，而dBc是某一頻點輸出功率和載頻輸出功率的比值的對數表示形式。76頻率偏差和穩定度頻率偏差和穩定度頻率偏差是指調制器載波輸出為單載波時，上行系統射頻輸出頻率與標稱發射頻率的的差值；頻率穩定度是指在一定周期內，上行系統射頻輸出頻率變化最大值與最小值的差值與標稱射頻發射頻率的比值。測試方法：把調制器設置為無調制的單載波信號狀態，將高功放的耦合輸出送入頻率計，讀取的射頻發射頻率值與標稱發射頻率之差為頻率偏差；記錄24小時發射載波頻率的變化值，射頻載波頻率變化的最大差值與標稱載頻之比為頻率穩

29、定度。頻率穩定度參考技術要求：110-7/天（14G, 6G）77帶內平坦度帶內平坦度以發射載波為中心頻率的一定頻帶(18MHz或27MHz)內，高功放輸出端的振幅頻率特性。在上變頻器/高功放系統正常工作的情況下，把標定功率電平在規定帶寬的掃頻信號（與調制器正常工作電平相同）送到上變頻器/高功放系統的輸入端，用頻譜分析儀在高功放的輸出端測量變頻輸出信號的幅度/頻率響應。在測試過程中，要適當設置掃頻信號源的掃頻速度和頻譜分析儀的掃描時間，使頻譜儀顯示的幅頻特性曲線平滑。帶內平坦度參考技術要求：0.5dBp-p（SCPC 54M）, 1dBp-p（MCPC）影響：幅頻特性影響發射信號的肩帶技術指標

30、，造成發射信號頻譜特性不平坦，影響接收信號的C/N。78帶內平坦度帶內平坦度79輸出頻譜輸出頻譜上行系統輸出的射頻調制信號的頻譜成形，決定上行系統需要的射頻帶寬。將高功放耦合輸出的射頻調制信號送入頻譜分析儀，以載波中心頻率處電平為參考，分別測量輸出調制信號頻譜兩側的跌落-3dB點和-30dB點所對應的帶寬。輸出頻譜參考技術要求：-3dB帶寬大約等于發射信號的符號率,-30dB帶寬大約等于-3dB帶寬1.201.35倍。80雜散輸出雜散輸出調制器輸出的無調制載波信號經上變頻和高功放后，除主載波外的無用輻射信號。上行系統在正常工作的條件下，將調制輸出改為無調制單載波輸出，高功放耦合輸出的射頻載波信

31、號送入頻譜分析儀，在規定頻帶內（C:59256425MHz），載頻之外最大無用輔射信號（包括諧波）的電平與載頻電平的差值之比就是雜散輸出。雜散輸出參考技術要求：帶內要小于-55dBc, 帶外要小于-65dBc。影響：帶內雜波過大，會干擾已調調制信號，影響信號質量；帶外雜波過大，會干擾同轉發器或同一衛星上其它載波信號。81雜散輸出雜散輸出82 相位噪聲相位噪聲調制器輸出的無調制載波信號經上變頻和高功放后，高功放輸出的載波信號的單邊帶相位噪聲。測試方法：將高功放耦合輸出的射頻調制信號送入頻譜分析儀，將頻譜分析儀設置為相位噪聲測試選項，中心頻率設為需要測試的頻率，分別讀取距載波10Hz-100Hz、

32、100Hz-1kHz、1kHz-100kHz、100kHz-4MHz處的相位噪聲。如果頻譜分析儀不帶相位噪聲測試選件，可以通過調整頻譜儀的顯示帶寬和分辨率帶寬至適當位置，測量對應頻率點與主載波的電平差，再減去分辨率數值的對數，也可以粗略計算出相位噪聲值。相位噪聲參考技術要求：-75dBc1kHz，100kHz-4MHz處的相位噪聲要符合帶內雜散的要求。影響：相位噪聲過大，會干擾已調調制信號，影響信號質量。83噪聲相關概念噪聲相關概念噪聲定義噪聲是指在信號處理過程中遇到的無法確切預測的干擾信號（各類點頻干擾不是算噪聲）。常見的噪聲有來自外部的天電噪聲，汽車的點火噪聲，來自系統內部的熱噪聲，晶體管

33、等在工作時產生的散粒噪聲，信號與噪聲的互調產物。相位噪聲相位噪聲是用來衡量本振等單音信號頻譜純度的一個指標，在時域表現為信號過零點的抖動。理想的單音信號，在頻域應為一脈沖，而實際的單音總有一定的頻譜寬度，如下面所示。一般的本振信號可以認為是隨機過程對單音調相的過程，因此信號所具有的邊帶信號被稱為相位噪聲。相位噪聲在頻域的可以這樣定量描述：偏離中心頻率多少Hz處，單位帶寬內的功率與總信號功率相比。84噪聲相關概念噪聲相關概念噪聲相關概念85例如晶體的相位噪聲可以這樣描述：相位噪聲相位噪聲86三階互調三階互調說明：輸入到衛星數字電視上行系統的70MHz(或140MHz)中頻載波頻率和與之頻率相差幾

34、兆、等幅的另一載波頻率合成后，經過上變頻和高功放系統后，保持輸出功率不變，在高功放射頻輸出端會輸出兩個載波（F1和F2）及所產生的三階互調產物(2F1-F2,2F2 -F1)，三階互調即兩個互調頻點所對應的電平與標稱載波。測試方法：把調制器輸出的無調制中頻載波信號和與之相差5MHz（可根據使用帶寬適當設置）相同電平的單頻信號經混合后送入上變頻器，在高功放的輸出端，測試其互調產物（F為射頻輸出頻率，則三階互調產物為F5MHz和F10MHz所對應頻率的電平），最大的三階互調產物電平與輸出載波電平之差就是三階互調。三階互調參考技術要求：-34dBc，一般正常工作電平時要達到-34dBc。影響：主要是

35、衡量變頻/高放過程中增益過大而產生的非線性失真輸出。87三階交調三階交調三階交調三階交調（雙音三階交調）是用來衡量非線性的一個重要指標，在這里仍以放大器為例來說明三階交調指標。用兩個相隔f，且電平相等的單音信號同時輸入一個射頻放大器，則放大器的輸出頻譜大致如下：88三階交調常用dBc表示，即交調產物與主輸出信號的比。三階交調三階交調89增益變化和功率穩定度增益變化和功率穩定度定義：在一定的頻率上，偏離標稱增益的實際增益隨時間的變化，一般測試短時間(1小時)和長時間(24小時)高功放輸出功率最大值和最小值之差就是增益變化；增益變化與標稱輸出功率之比就是輸出功率不穩定度。記錄高功放輸出功率隨時間變

36、化的功率值；偏離標稱功率的最大和最小變化值之差就是該時間段的增益變化，再計算輸出功率不穩定度。90增益變化和功率穩定度增益變化和功率穩定度911dB1dB壓縮點壓縮點l1dB壓縮點例如一個射頻放大器，當輸入信號較小時，其輸出與輸入可以保證線關系，輸入電平增加1dB，輸出相應增加1dB，增益保持不變，隨著輸入信號電平的增加，輸入電平增加1dB，輸出將增加不到1dB，增益開始壓縮，增益壓縮1dB時的輸入信號電平稱為輸入1dB壓縮點，這時輸出信號電平稱為輸出1dB壓縮點。如下圖：92線性相關概念線性相關概念931dB1dB壓縮點壓縮點94功分器功分器無源功分器無源功分器 接入損耗：接入損耗： 二功分

37、器二功分器 4dB4dB三功分器三功分器 6dB6dB四功分器四功分器 8dB8dB八功分器八功分器 12dB12dB十二功分器十二功分器 14dB14dB有源功分器有源功分器95KuKu頻段射頻系統工程實施方案頻段射頻系統工程實施方案96KuKu頻段射頻系統設備配置頻段射頻系統設備配置 系統配置系統配置 Ku頻段射頻系統配置1:1 Ku/140上變頻器、1:1高功放、1:2低噪聲放大器各一套和天伺饋跟系統一套。其中上變頻器系統和高功放系統配置1：2冗余切換開關，以備以后擴容。 工作原理工作原理 Ku波段上行鏈路包括上變頻器、高功率放大器等。為了保證設備可靠工作，高功放、上變頻器均采用主備熱備

38、份工作方式，配置1：2冗余切換開關，以備以后接入其它設備。 上變頻器將數字基帶分系統送來的140MHz中頻信號轉化為上行射頻信號后由高功放放大到系統需要的電平，再經天線向目標衛星輻射出去，完成上行信號的發射。上行鏈路設置耦合口，供測試監視。 Ku波段下行鏈路包括低噪聲放大器、射頻切換開關單元等。下行鏈路設置有注入口，以供測試監視。97系統指標系統指標工作頻段上行：13.75GHz14.50GHz下行：10.95GHz12.75GHz上行發射系統EIRPEIRP84dBW14.25GHz下行接收系統G/T值G/T37.5dB/K12GHz （EL=100）98系統指標系統指標99發射子系統指標發

39、射子系統指標幅頻響應優于0.5dB（全頻段任何60MHz）發射功率穩定度優于0.5dB/日（全頻段任何60MHz）發射增益穩定度優于0.5dB/日（全頻段任何60MHz）發射增益平坦度優于0.4dB（全頻段任何40MHz）發射增益斜率優于0.04dB/MHz發射頻率穩定度優于110-8/天接收子系統指標接收子系統指標幅頻響應優于0.5dB（全頻段任何60MHz）接收增益穩定度優于0.5dB/日（全頻段任何60MHz）增益平坦度優于0.4dB（全頻段任何40MHz）增益斜率優于0.04dB/MHz上變頻器上變頻器上變頻器的作用是把用戶終端設備送來的中頻信號上變頻至上行發射頻率送給高功放放大。上變頻器的基帶中頻為140MHz，上行發射頻率為14000MHz14500MHz。上變頻采用二次變頻方案，