Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Далее, выходной сигнал в полосе частот передачи подвергается фильтрации, чтобы уменьшить нежелательные нелинейные продукты и паразитные компоненты в полосе частот, поскольку онн могут вызвать перегрузку усилителей приемника. Затем передаваемый сигнал проходит по волноводу к развязывающему дуплексеру и излучается с соответствующей поляризацией облучателем антенны, освещающим рефлектор. На входе приемника земной станции мощность сигнала определяется эффективно излучаемой мощностью (ЭИМ) спутника, ослабленной потерями в свободном пространстве примерно на 201,6 дБ в Х-диапазоне частот. Следовательно, должна быть чрезвычайно большая развязка между трактом передачи и трактом приема земной станции, которая обеспечивается дуплексером и фильтрами трактов передачи и приема.
Столь большая разница в уровнях сигналов часто требует предосторожностей, чтобы избежать появления нелинейных продуктов, возникаюгцих при прохождении нескольких передаваемых сигналов даже через такие пассивные элементы, как волноводные фланцы и фланцы облучателя антенны, настроечные винты фильтров, где контакт между металлом и окислом или другие причины могут представлять собой нелинейное сопротивление. Даже если уровень нелинейных продуктов в таких пассивных элементах на ! 00 дБ ниже уровня передаваемого сигнала, они могут попасть в полосу приема после фильтрации в тракте передачи и вызвать помеху принимаемому сигналу. Принимаемые сигналы проходят через дуплексер и фильтр приема, а затем усиливаются широкополосным малошумяшим усилителем '(МШУ), например параметрическим усилителем или усили- гелем яФ туимельном диоде, и, далее, предварительным усилителем.
выходные СВЧ сигналы таких усилителей поступают на делитель мощности, который распределяет сигналы на ряд понижающих частоту преобразователей. 185 Преобразователь частоты вниз преобразует СВЧ сигнал в сигнал промежуточной частоты, обычно такой же, как в повышающих преобразователях. Использование одинаковых промежуточных частот как на передающей, так и на приемной сторонах позволяет применять одинаковые частоты передачи и приема в модемах потребителей, что позволяет проверять их на себя или по шлейфу. Синтезатор опорных частот в понижающем преобразователе обычно имеет шаг перестройки частоты 1 кГц или больше. Это обеспечивает не только настройку на любой принимаемый станцией сигнал, но и позволяет компенсировать дрейф частот гетеродинов спутника и земной станции. Этот частотный синтезатор синхронизирует с помощью ФАПЧ с тем же стандартом частоты, который имеется в повышающем преобразователе частоты этой же станции, но, естественно, это не тот стандарт частоты, который используется на другой земной станции, передающей сигнал.
Можно сделать несколько замечаний по поводу влияния всех этих аспектов на цифровую модуляцию и по поводу влияния выбора метода многостанционного доступа на проект земной станции: 1. Применение широкополосной цифровой модуляции, в частности при широкополосном МДВР, накладывает требования к линейности фазовой характеристики (к искажению характеристики группового времени запаздывания) различных фильтров и в меньшей степени к равномерности амплитудно-частотной характеристики фильтров (см. гл.
13). 2. Использование низкоскоростной цифровой модуляции, такой, как, например, в системе многостанционного доступа при передаче одного канала на несущей (МДЧР-КН) с предоставлением каналов по требованию или даже в системах с меньшей скоростью передачи (например, 150 бит/с на одной несущей), накладывает специальные требования на фазовый шум гетеродинов преобразователей частоты и на паразитную ЧМ, возникающую в генераторах и мощных усилителях. Применение помехоустойчивого кодирования позволяет работать при малых значениях отношения Е,(Н„ следовательно, часто требуется использовать даже более узкие полосы в цепи восстановления несущей.
Эти кодированные сигналы могут быть более чувствительными к фазовому шуму генераторов земной станции (см. гл, 12). 3. МДЧР вообще требует множество преобразователей частоты с перестройкой во всей ширине полосы спутника (=500 МГц) или по крайней мере в пределах отведенной части полосы частот ретранслятора. Более специализированные земные станции могут проектироваться для работы по одному каналу в полосе 40 МГц, перекрываемой одним понижающим преобразователем, перестройка обеспечивается использованием перестраиваемых цифровых модемов. 4.
Исключительное использование МДВР упоо дает построение земной станции и позволяет применять однократно резервируемые повышающий и понижающий преобразователи частоты, поскольку все земные станции настроены на одну и ту же цент- 186 8.8. РАЗВЯЗКА МЕЖДУ КАИАЛАМИ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА Большое различие между уровнями передаваемого и принимаемого сигналов вызвано очень большими потерями на трассе (примерно 203 дБ в Х-диапазоне). Следовательно, результирующая развязка, обеспечиваемая дуплексером и фильтрами передачи и приема, должна быть соответственно большой (рис.
8.3). При увеличении избирательности этих фильтров увеличивается искажение характеристики группового времени запаздывания для сигналов вблизи границ полосы пропускания. На рис. 8.3 приведен пример уровней сигналов н развязки в фильтрах передачи и приема. Мощность передаваемого сигнала вне рупа«аюеп а=1мр м мм азриз«о 1д а) рередапа и помпа палое пепеаооо, папа- 1 и мого гогпопп, попоаоюеог раюиие и пппаеу про," г„р' Е проемго««срез ропгюр Егю гроема ип «роз«его Рис. 8.З. Развязка между трактами передачи и приема в типичной спутниковой системе связи с полосой пропускання 500 МГп при разносе между полосами частот передачи и приема Д)=150 МГц; и — структурная схема; б — соотношение частот составчяющих помех, попадающих в полосу фильтра приема земной станции; Фп,р, Фар — фильтры передачи и приема; УМ вЂ” усилитель мощности 187 ральную частоту.
Широкая полоса пропускания канала, вероятно =60 МГц, может сделать желательным повышение номинала промежуточной частоты по сравнению с 70 МГц. В общем случае такой широкополосный канал должен быть тщательно откорректирован для получения достаточной линейности фазовой характеристики. Таким образом, уменьшение количества преобразователей частоты при использовании МДВР должно рассматриваться вместе с более жесткими требованиями к линейности фазовой характеристики преобразователя по сравнению с аналогичными требованиями при использовании МДЧР. этой полосы приема может вызвать насыщение широкополосного малошумящего усилителя, если эта мощность не достаточно подавлена в приемном фильтре (см.
рис. 8.3б). Если дуплексер н поляризатор облучателя обеспечивают развязку 7=50 дБ между передаваемым сигналом и каналами приема, то при максимальной мощности передаваемого сигнала в 1 кВт (или 60 дБм) и при максимальной допустимой мощности внеполосного сигнала на входе параметрического усилителя Р „,= — 60 дБм требуется, чтобы приемный фильтр вносил затухание 7. в полосе частот передаваемого сигнала: Е р -— -Р,р — Р„,„,— 7=-60 дБм — ( — 60 дБм) — 50 дБ =70 дБ. (8.1) Если половина полосы пропускания приемного тракта В!2= =250 МГц, а расстояние между краями полос фильтров каналов передачи и приема Л1= !50 МГц, то относительная расстройка частоты, при которой фильтр приема должен обеспечить затухание 70 дБ, (8.2) В!2 280 В качестве примера на рис.
8.4 и 8.5 приведены характеристики затухания и группового времени запаздывания в зависимости от частоты для фильтров Чебышева с неравномерностью 0,01 дБ (см. Рнс. Вии Затухание ба чебышевского фильтра в зависимости от расстройки частоты Ь! относительно краев полосы. Неравномерность характеристи. ки — 0,01 дБ, ширина полосы— В, число звеньев л аа ааа еаз тш йи цм ом !з ха гД йс!агав также приложение В).
Для расстройки частоты б =0,6 и при развязке 70 дБ фильтр должен иметь !1 звеньев и давать отклонение группового времени запаздывания на границах полосы пропускания приблизительно 75 нс (рнс. 8.5). Соотношения между искажениями характеристики группового времени запаздывания и нелннейностью фазовой характеристики в зависимости от частоты, с одной стороны, и потерями при приеме цифровых сигналов, с другой стороны, показаны в гл. 13. Боковые полосы передаваемого сигнала должны быть подавлены фильтром передачи, для того чтобы предотвратить непосредственное попадание их в полосу приема и увеличение спектральной плотности шума в значительном интервале частот.
188 Допустимый уровень шума н помехи в полосе частот принимаемого сигнала, создаваемый сигналом в канале передачи, может быть выбран так, чтобы в любой минимально используемой полосе 08 (8 Рис. 8Х Групповое время задержки в полосе пропускания чебышевского фильтра с неравномерностью 0,0! дБ и центральной частотой (ир, . Значение времени задержки нормировамо относительна его же заачениа т, в середине волосы [2Я[; л — число звеньев йьивьтра, 2[[†[ )[ — нарммрованнаа рас. црч стройка частоты сигнала, например 1 кГц, уровень помех был на 20 дБ ниже уровня шума приемника Р, в атой же полосе. Положим, что допустимый уровень нелинейных компонент должен быть не выше Р„р — 20дБ= =Р,„„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
