Thiết kế, tích hợp và chế tạo thử nghiệm một số modun phân hệ cao tần của trạm mặt đất trong thông tin vệ tinh.

- Phân hệ xử lý tín hiệu trung gian.
- Phân hệ xử lý tín hiệu trung tần và xử lý băng cơ sở.
- Bộ lọc thông dải BPF.
- 21 Hình 1.4: Cấu trúc của anten parabol.
- 22 Hình 1.5: Cấu trúc của anten parabol.
- 22 Hình 1.6: Cấu tạo anten Cassegrain.
- 26 Hình 1.8: Sơ đồ khối bộ thu biến tần đơn.
- 29 Hình 1.9: Sơ đồ khối bộ thu biến tần hai lần.
- 30 Hình 1.10: Sơ đồ khối biến tần toàn bộ băng sử dụng.
- 30 Hình 1.11: Cấu trúc chung hệ thống SDR.
- 37 Hình 2.2: Cấu trúc của một phần tử vi dải cơ bản.
- 40 Hình 2.3: Cấu trúc một dây đôi.
- 45 Hình 2.6: Phần tử tập trung của bộ lọc thông thấp LC.
- 46 Hình 2.7: Thực hiện vi dải của một bộ lọc thông thấp.
- 47 Hình 2.8: Phân tích chế độ chẵn và lẻ.
- 52 Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý của bộ trộn tần.
- 53 Hình 2.13: Sơ đồ mạch trộn tần đơn.
- 54 Hình 2.14: Đặc tuyến của Diode và dạng sóng tín hiệu.
- 55 Hình 2.15: Sơ đồ mạch trộn tần cân bằng.
- 56 Hình 2.16: Sơ đồ mạch trộn tần vòng.
- 57 Hình 2.17: Sơ đồ khối bộ tạo dao động LO.
- 58 Hình 2.18: LNB C band Norsat.
- 59 Hình 3.1: Đặc tuyến của bộ lọc có đáp ứng Chebyshev.
- 61 Hình 3.2: Định nghĩa các thông số của bộ lọc.
- 62 Hình 3.3: Mô hình thiết kế bộ lọc thông dải.
- 65 Hình 3.5: Sơ đồ thiết kế bộ lọc thông dải BPF khi tối ưu.
- 66 Hình 3.7: Sơ đồ layout bộ lọc.
- 67 Hình 3.9: Sơ đồ thiết kế bộ lọc thông thấp LPF sau khi tối ưu.
- 72 9 Hình 3.16: Thiết kế mạch phân cực cho FET.
- 74 Hình 3.20: Gain và hệ số ổn định K.
- 76 Hình 3.23 : Hệ số tạp âm NF.
- 77 Hình 3.26: Sơ đồ khối nguyên lý phối hợp trở kháng.
- 78 Hình 3.27 : Phối hợp trở kháng cửa vào.
- 78 Hình 3.28 : Thiết kế mạch phối hợp trở kháng.
- 81 Hình 3.33: Kết quả mô phỏng hệ số ổn định K của tầng khuếch đại sau khi PHTK hai cửa.
- 81 Hình 3.34 : Kết quả mô phỏng hệ số khuếch đại K và hệ số tạp âm NF sau khi PHTK hai cửa.
- 82 Hình 3.35: Sơ đồ thiết kế LNA 3 tầng KĐ.
- 84 10 Hình 3.37: Kết quả mô phỏng hệ số tạp âm NF.
- 85 Hình 3.39: Sơ đồ khối IC tạo dao động ADF5355.
- 86 Hình 3.40: IC khuếch đại công suất Gali 39.
- 87 Hình 3.41: Sơ đồ nguyên lý Mixer.
- 87 Hình 3.42: Bộ trộn tần SIM-83.
- Phần tải bao gồm hệ thống các anten thu/phát và tất cả các thiết bị điện tử phục vụ cho việc truyền dẫ và xử lý tín hiệu qua vệ tinh.
- Ví dụ như hệ thống TVRO chỉ có nhiệm vụ thu tín hiệu truyền hình và truyền cho trạm mặt đất.
- 18 phân hệ xử lý tín hiệu trung gian.
- Việc tăng nhiệt độ tạp âm của anten làm giảm đáng kể chất lượng thu tín hiệu của trạm mặt đất và đôi lúc có thể làm gián đoạn liên lạc.
- Anten Cassegrain được sử dụng để thu các tín hiệu rất yếu và trong trường hợp truyền dẫn từ anten máy thu dài thì có thể đặt bộ tiền khuếch đại tạp âm thấp (low noise preamplier) ngay ở bộ thu xạ.
- Bộ khuếch đại tham số: là bộ khuếch đại làm việc theo nguyên lý phản xạ, theo đó tín hiệu (công suất) được khuếch đại là do sự phản xạ của tín hiệu từ một phần tử tích cực (active element).
- Phần phát: Tín hiệu băng cơ sở (baseband) qua bộ điều chế trung tần IF, chuyển đổi trung tần IF thành cao tần RF, khuếch đại công suất HPA và cung cấp cho Anten phát (tuyến lên) 28 1.2.3.
- Tín hiệu băng cơ sở có thể là tín hiệu số (Digital) hoặc tín hiệu tương tự (Analog).
- có thể là một tín hiệu truyền hình hoặc phát thanh quảng bá.
- Chức năng của phân hệ xử lý tín hiệu trung gian bao gồm.
- Chuyển đổi tín hiệu tần số sóng mang (RF) thành tín hiệu trung tần IF.
- Tín hiệu sóng mang tần số vô tuyến từ đầu ra bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA, qua bộ chọn lọc tần số được đưa vào bộ trộn sóng.
- Ở đây, tần số sóng mang tín hiệu Cf được trộn với tần số của bộ dao động nội LOf để có tín hiệu trung tần IFf.
- e) Điều chế và giải điều chế Việc điều chế (phía phát) và giải điều chế (phía thu) tín hiệu được thực hiện trong khối trung tần.
- Việc chọn lựa kỹ thuật điều chế tín hiệu phụ thuộc vào.
- Phân hệ giao diện mạng: Phân hệ giao diện mạng là giao diện giữa các tín hiệu băng cở sở của các thiết bị của hệ thống thông tin vệ tinh với tín hiệu băng cơ sở theo khuôn dạng của mặt đất.
- phân hệ xử lý tín hiệu trung tần và phân hệ xử lý băng cơ sở.
- Tại đây có thể ứng dụng các quá trình xử lý số tín hiệu.
- Xử lý số tín hiệu với mục đích cố định thường được thực hiện trên các bộ FPGA hoặc ASIC.
- Với tín hiệu tương tự, sự chuyển đổi tần số được thực hiện bằng các bộ trộn tần hoặc các bộ điều chế, giải điều chế.
- Với tín hiệu số, sự chuyển đổi tần được thực hiện bằng các phép nhân.
- Với một máy thu/phát trung tần, tín hiệu trung tần sẽ là là đầu vào thứ nhất của bộ trộn tần.
- Đầu vào thứ hai là tín hiệu phức tạo ra từ bộ tạo dao động điều khiển bằng số (NCO).
- Mục đích đầu tiên là loại bỏ các thành phần nhiễu và tín hiệu không mong muốn.
- Mục đích thứ hai là định hình lại đặc tính của tín hiệu.
- Hướng phát tín hiệu thực hiện ngược lại với quá trình trên.
- LNB – khối khuếch đại tạp âm thấp và hạ tần LNB là thiết bị được sử dụng trong phân hệ trạm thu vệ tinh mặt đất, có vai trò nhận tín hiệu cao tần từ Anten, sau đó thực hiện lọc để loại bỏ các tín hiệu mong muốn, hạ tần trước khi đưa vào khâu xử lý tín hiệu ở trung tần và băng cơ sở.
- Hệ số tạp âm thể hiện cho số lượng nhiễu được thêm vào hệ thống tín hiệu tương tự.
- Hình 2.1 là sơ đồ khối chung nhất của một bộ LNB.
- 38 - Bộ lọc thông dải (Bandpass filter - BPF): có nhiệm vụ loại bỏ - lọc các tín hiệu tạp âm trong dải thông từ 3.4 GHz – 4.2 GHz nhận được từ sau bộ LNA - Bộ dao động nội (Local Oscillator - LO): tạo tín hiệu dao động chuẩn ở tần số 5.15 GHz, kết hợp cùng bộ trộn tần (Mixer) để hạ băng tần.
- Bộ trộn tần (Mixer): trộn tín hiệu sau LNA với tín hiệu từ bộ dao động nội LO.
- Bộ khuếch đại (Amplifier): khuếch đại tín hiệu tạp âm, nhiễu sau Mixer, phục vụ cho việc lọc thông thấp phía sau.
- Bộ lọc IF (L band BPF): loại bỏ tín hiệu tạp âm, nhiễu sau bộ khuếch đại 2.2.
- Băng thông: khoảng tần số mà độ suy hao của tín hiệu nhỏ hơn hoặc bằng 3dB (mức nửa công suất).
- Sau đó, tín hiệu từ bộ dao động nội và tín hiệu thu được sau bộ LNA sẽ được đưa qua bộ trộn tần.
- Để thu được tín hiệu ở tần số IF, ta cần một bộ lọc nữa mắc nối tiếp sau bộ trộn tần để chọn ra thành phần tần số trung tần mong muốn và loại bỏ các thành phần tần số còn lại.
- MIXEROSCILLATORnsfthftgf Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý của bộ trộn tần Gọi.
- nsf là tần số của tín hiệu ngoại sai (thường được lấy từ bộ tạo dao động nội Oscillator.
- thf là tần số của tín hiệu cần trộn với nsf - tgf là tần số trung gian lấy ở đầu ra của bộ trộn tần.
- Trên đầu ra sơ đồ mạch trộn tần vòng hình 2.16, chỉ có các thành phần tần số ns th.
- 57 thvnsvtgv Hình 2.16: Sơ đồ mạch trộn tần vòng 2.4.2.
- Khi không có tín hiệu lối vào INV, điện áp lối ra bộ khuếch đại 0outV.
- Tín hiệu dao động được tạo ra bởi bộ dao động điều khiển bằng điện áp VCO được điều chỉnh qua IC tổng hợp tần số vòng khóa pha PLL (PLL Synthesizer).
- Tần số của tín hiệu dao động của bộ PLL được lập trình thông qua vi điều khiển.
- Bộ dao động thạch anh cung cấp tín hiệu tham chiếu cho bộ PLL Có thể thấy, tạo dao động tần số cao là một ứng dụng rất quan trọng của PLL.
- Tần số trung tâm.
- (3.1) Tại tần số.
- Hình 3.1: Đặc tuyến của bộ lọc có đáp ứng Chebyshev 2.
- 62 Hình 3.2: Định nghĩa các thông số của bộ lọc Bảng 3.1: Các giá trị của g i g (mm .
- Thiết kế, chế tạo, mô phỏng bộ lọc BPF băng L (L Band BPF) Bộ lọc thông dải L band là bộ lọc ở tần số L band, hoạt động trong dải tần MHz, nằm ngay phía sau bộ dao động nội và bộ trộn tần, có tác dụng loại bỏ các tín hiệu tạp âm, nhiễu không mong muốn.
- Bộ tạo dao động nội này có thể chế tạo theo nguyên lý sau: Tín hiệu dao động chuẩn 50MHz (tạo ra từ thạch anh 50MHz) được đưa vào IC tạo dao động ADF5355 (IC ADF5355 được điều khiển bằng Vi xử lý Atmel hoặc PIC thông qua giao tiếp SPI), qua IC ADF5355, sẽ tạo ra tín hiệu dao động với tần 5150MHz nhưng với công suất rất nhỏ, vì vậy cần thêm một bộ khuếch đại (trong trường hợp này là IC khuếch đại Gali-39+ của hãng Minicircuits) có nhiệm vụ khuếch đại công suất đó lên, sau đó đưa vào bộ trộn tần.
- Bộ trộn tần có nhiệm vụ tác động lên 2 tín hiệu – 1 tín hiệu băng C lấy sau bộ khuếch đại tạp âm thấp và 1 tín hiệu dao động nội sinh ra từ bộ tạo dao động để được tần số băng L.
- Hình 3.39: Sơ đồ khối IC tạo dao động ADF5355 3.4.2.
- 87 Hình 3.40: IC khuếch đại công suất Gali 39+ 3.4.3.
- Cơ sở lý thuyết Mixer là một thiết bị chuyển đổi tần số, cho phép chuyển đổi tín hiệu giữa các tần số khác nhau.
- Tín hiệu có tần số mong muốn được tách ra từ bộ lọc thông dải BPF, thường là tần số trung gian IF.
- BPFCombinerLOf1f1 LOffDetector 1 LOffMIXER Hình 3.41: Sơ đồ nguyên lý Mixer Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu 1f sau khi được đưa qua khuếch đại tạp âm thấp (ở đây là tín hiệu C-band), đưa vào mixer, nó sẽ được nhân với tín hiệu có tần sốLOf từ bộ tạo dao 88 động nội.
- Tín hiệu thu được chứa các thành phần tần số 1 LOffsau khi qua lọc thông thấp được thành phần 1 LOffđược gọi là tín hiệu băng L

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt