卫星地球站C波段上行系统的电平配置

来源:用户上传      作者: 章勇

　　地球站上行系统的性能和设备的安全运行都与系统工作点的电平设置紧密相关。不合理的工作点，不仅会限制上行站的上行能力，降低性能指标，严重时还会损坏设备。因此，合理的系统工作电平是保证地球站优质、安全运行的关键。
　　卫星地球站射频上行系统图
　　通常，地球站C波段卫星上行系统工作点设置原则是：一、上行信号的载波比尽量大。卫星传输信号的载噪比越大，接收还原信号的质量越高。在卫星转发器及接收系统增益一定时，卫星上行信号的载噪比越大，对其他卫星业务的干扰越小，接收信号的质量越高。二、最大功率上行时功放的输入信号电平不应超过其允许输入的上限。否则会极大程度损伤上行信号的指标，同时易对功放造成损坏。三、在保证功放不出现输入过荷的情况下，应尽量使功放系统具有足够大的激励信号，从而保证功放输出功率人工调整范围。
　　遵循上述三点，江西广电卫星地球站上行系统电平具体配置步骤如下：
　　一、确定上行功率调整点在功放处。对于C波段上行系统，功率调整可在中频环节、上变频器或功放进行。对于功放做单载波放大的应用系统，三者皆可；对于功放做多载波应用的系统，需在中频环节或上变频器等单一载波环节进行功率调整。实际上因为抗干扰系统的要求，一般功率调整点都设计在功放处。
　　二、确定功放输入电平和输出功率。功放正常上行功率由卫星公司根据业务要求来标定，本站功放输出功率为48dBm左右，抗干扰程序启动时，输出功率为64dBm，功率可调范围需在15dB以上。本站功放增益可调范围是60-80dB，确定功放输入电平不低于64-80= -16dBm,功放说明书规定最大输入电平为-12dBm。当选定功放的输入电平为-15dBm，在正常上行时输出功率为48dBm时，功放增益为63dB；在最大功率输出64dBm时，功放增益为79dB，取值均在线性范围内。
　　需要提醒的是，当功放输出功率达到64dBm（2511W）时，天馈系统的反射功率不能超过功放的最大允许值（输出功率的10%）。实测我站在功放达到64 dBm（2511W）时，反射功率为46dBm(40W)左右，远小于功放的最大允许值53dBm(2511W)。另外上行波导（特别是软波导）要求能够承受的最大功率不应低于2500W。
　　三、确定上变频器的工作点。上变频器的输出至功放的输入间电缆及功分器的损耗为7dB，功放的输入电平为-15dBm，因此上变频的输出电平为-15+7=-8dBm。江西广电卫星地球站上变频器选用CONTECH公司的UT4505，增益可调整范围12―32dB，输入典型值为-35dBm。实测当输入电平在-35dBm至-22 dBm之间时，其输出具有最佳线性特征。根据以上情况，我们确定工作点处增益在22dB，输入电平为-30dBm。
　　四、确定调制器的工作点。调制器的输出至上变频器的输入之间的电缆和切换器的损耗为0.5dB，上变频器的输入电平为-30dBm，因此调制器的输出电平为-30+0.5= -29.5dBm。
　　江西广电卫星地球站调制器选用CONTECH公司的CDM-710，输出电平范围-35至-5dBm，显然上一步计算出的-29.5dBm明显偏低，载噪比也较低，同时根据上行信号的载波比尽量大的原则，应尽量提高QPSK的输出电平。我们在调制器和上变频器之间串入一个15dB的衰减器（信号和噪声同时降低，载噪比不变），这样既保证了上变频器较低的输入电平，同时又有了较高的载噪比。重新计算调制器的输出电平为-30+0.5+15=14.5dBm。
　　在完成上述的几个步骤后，根据各设备的设置值画出系统电平图如下：
　　（作者单位：江西广播电影电视局）栏目责编：肖月
　　

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