CN105323022A

CN105323022A - 一种系统品质因数g/t值连续可调的装置及方法

Info

Publication number: CN105323022A
Application number: CN201410563673.8A
Authority: CN
Inventors: 温志军; 林广�; 李璇; 吕增利
Original assignee: Space Star Technology Co Ltd
Current assignee: Space Star Technology Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: CN105323022B

Abstract

本方法涉及一种新的系统品质因数G/T值连续可调装置，包括程控衰减器和两个低噪声放大器，从而能够充分利用现有性能的低噪放和程控衰减器，实现系统G/T值的最大值提升及连续可调的能力。

Description

一种系统品质因数G/T值连续可调的装置及方法

技术领域

本发明属于卫星地面系统G/T值设计的技术领域，具体的说，涉及的是地面系统接收G/T值的连续可调的装置和方法。

背景技术

系统品质因数G/T值是地球站性能的最基本参量，是接收天线增益对噪声温度的比值，表征了地球站接收能力的强弱。

飞行器高速运动会导致其等效接收能力G/T值的变化，为了充分模拟验证其等效接收能力的变化，需设计一套系统G/T值可调的模拟测试系统。G/T值可调的传统设计装置有两种，一种为程控衰减器+低噪放的串联模式，另一种为旁路/接入的并联模式。然而由于低噪放的指标限制和程控衰减器本身插损的影响，导致传统的两种设计装置分别存在最大值达不到要求和旁路/接入切换时的G/T值跳变现象。

这就需要设计一种新的装置，达到系统G/T值的最大值提升及连续可调的能力。

发明内容

为解决这个问题，本发明的技术方案利用现有性能的低噪放和程控衰减器，实现系统G/T值的最大值提升及连续可调的设计能力。

本发明提供一种系统品质因数G/T值连续可调装置，包括：第一低噪声放大器，用以对接收的信号进行第一级处理；与第一低噪声放大器连接的程控衰减器，用以对经所述第一低噪声放大器的信号进行程控衰减控制；以及与程控衰减器连接的第二低噪声放大器，用以对经所述程控衰减器的信号进行第二级处理。

依据本发明的一个实施例，本发明所采用的第一低噪声放大器的增益G_低噪 _放1＝20dB，噪声温度T_低噪放1≤75K；程控衰减器的插损L_程衰≤3dB，衰减调节范围是60dB，衰减调节步进：0.25dB；以及第二低噪声放大器的增益G_低噪放2≥50dB噪声声温度T_低噪放2≤75K。

本发明的实施例进一步提供一种系统品质因数G/T值连续可调方法，包括对信号进行第一级低噪声信号处理；对经过处理的信号进行程控衰减控制；以及对经过程控衰减控制的信号进行第二级低噪声信号处理。

本发明采用在传统设计方法的程控衰减器前再增加一小增益的低噪放，采用两级放大+衰减的设计方法，避免了接入损耗跳变，实现了系统G/T值的最大值提升及连续可调的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置设计原理图；

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明设计一种系统G/T值连续可调的装置，包括在程控衰减器两端各设置一个低噪声放大器，各模块的指标设计如下：

低噪声放大器1：

a.增益G_低噪放1＝20dB；

b.噪声温度T_低噪放1≤75K；

低噪声放大器2：

a.增益G_低噪放2≥50dB；

b.噪声温度T_低噪放2≤75K；

程控衰减器：

a.插损L_程衰≤3dB；

b.衰减调节范围：60dB；

c.衰减调节步进：0.25dB。

各模块折算到低噪声放大器1入口处的噪声温度计算公式如下：

程控衰减器的折算噪声温度计算公式：

T1＝T_程衰*(10^L/10)/(10^{G低噪放1/10})

低噪声放大器2的折算噪声温度计算公式：

T2＝T_低噪放2*(10^L/10)/(10^{G低噪放1/10})

电缆及变频器的折算噪声温度计算公式：

T3＝T_变频器/(10^{G低噪放2/10})*(10^L/10)/(10^{G低噪放1/10})

信道分系统的折算噪声温度计算公式：

T_信道＝T_低噪放1+T1+T2+T3

根据各模块指标，可以计算，折算到低噪声放大器1入口处的噪声温度如表1所示。

表1信道分系统折算噪声温度

设备名称	L＝3dB，噪声温度(K)	L＝63dB，噪声温度(K)	备注
				低噪声放大器1(T_低噪放1)	75	75
程控衰减器(T1)	2.97	5945878.72
				低噪声放大器2(T2)	1.50	1496446.74
电缆及变频器(T3)	0.00	3990.52	取噪声系数10dB
				信道分系统(T_信道)	79.47	7446390.98
信道分系统(dB)	19.00	68.72

系统G/T值的结果与程控衰减器衰减值之间的对应关系如下：

[G/T]＝G_天线-L_馈线-[T_信道]＝G_天线-L_馈线-log(T_低噪放1+T1+T2+T3)

＝G_天线-L_馈线-log(T_低噪放1+T_程衰*(10^L/10)/(10^{G低噪放1/10})+

T_低噪放2*(10^L/10)/(10^{G低噪放1/10})+

T_变频器/(10^{G低噪放2/10})*(10^L/10)/(10^{G低噪放1/10}))

由表1可见，当程控衰减器衰减调节为0dB(不含插损)时，信道分系统折算噪声温度为19dBK；当程控衰减器衰减调节为60dB(不含插损)时，信道分系统噪声温度相对0dB增加49.72dB，相应地，根据上述公式，在天线增益G_天线、馈线损耗L_馈线及其他指标均不变的情况下，系统G/T值随程控衰减器的衰减调节值向下可达到49.72dB的调节范围能力。

调节程控衰减器的衰减值对应的信道分系统等效噪温计算如表2所示。

表2信道分系统调节噪温计算

由上表可见，增加程控衰减器的衰减值，会引起信道分系统等效噪声增加，并且随衰减值的增加，等效噪声的增加步进由小于衰减值逐渐接近衰减值步进。因此，G/T值的调节精度由程控衰减器的精度决定。

本发明进一步提供一种系统品质因数G/T值连续可调方法，首先将通过天线接收的信号进行第一次低噪声放大处理，经过处理的信号进一步经过程控衰减器进行衰减控制，然后再对输出的信号进行第二次低噪声放大处理，以使得信号经过两级低噪声信号处理，实现G/T值连续可调。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种系统品质因数G/T值连续可调装置，包括：

第一低噪声放大器，用以对接收的信号进行第一级处理；

与第一低噪声放大器连接的程控衰减器，用以对经所述第一低噪声放大器的信号进行程控衰减控制；以及

与程控衰减器连接的第二低噪声放大器，用以对经所述程控衰减器的信号进行第二级处理。

2.如权利要求1的装置，其特征在于：

第一低噪声放大器的增益G_低噪放1＝20dB，噪声温度T_低噪放1≤75K；

程控衰减器的插损L_程衰≤3dB，衰减调节范围是60dB，衰减调节步进：0.25dB；以及

第二低噪声放大器的增益G_低噪放2≥50dB噪声声温度T_低噪放2≤75K。

3.一种系统品质因数G/T值连续可调方法，其特征在于包括：

对信号进行第一级低噪声信号处理；

对经过处理的信号进行程控衰减控制；以及

对经过程控衰减控制的信号进行第二级低噪声信号处理。