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【高速衛星通訊:Ka 頻段】
隨著全球連接需求的成長,越來越多衛星通訊 (satcom) 系統採用 Ka 頻段,對資料速率的要求也水漲船高。目前,高性能訊號鏈已能支援數千兆暫態頻寬;一個系統中,可能有成百上千個收發器,而超高輸送量資料速率已成為現實。此外,許多系統已開始從「機械定位型靜態拋物線天線」轉向「主動相控陣天線」。在增強型技術和更高整合度的推動下,元件間隔得以大幅減小並滿足 Ka 頻段需求;沿干擾訊號方向的天線形成零位,相控陣技術還能提高降干擾性能。
宏觀來看,衛星通訊系統需維持一定的載波雜訊比 (Carrier-to-Noise Ratio, CNR),此為鏈路預算計算的結果。維持 CNR 可保證一定的誤碼率 (BER)。CNR 取決於多種因素,如:糾錯、資訊編碼、頻寬和調變類型;確定 CNR 要求後,就可依據高層系統要求得到各個接收器與發射器的技術規格。一般而言,首先得到的是「收發器的增益」——系統雜訊溫度 (G/T) 品質因數和發射器的有效全向輻射功率 (EIRP)。
對於接收器,要從 G/T 得到低層接收器訊號鏈規格,系統設計者需知道天線增益和系統雜訊溫度,該值為天線指向與接收器雜訊溫度的函數。獲知接收器雜訊指數後,可進行級聯分析,確保訊號鏈是否符合這些必要技術規格的要求,以及是否需要進行調整?對於接收器,首先基於接收器的距離 (地到衛星或衛星到地的距離) 和接收器靈敏度確定需要的 EIRP。獲知 EIRP 要求後,需要在發射訊號鏈的輸出功率與天線增益之間做出折衷。
對於高增益天線,可以減小發射器的功耗和尺寸,但代價是增加天線尺寸。只要謹慎選擇訊號鏈所用元件,就能維持輸出功率不變,並且不會導致其他重要參數下降,如在其他系統中,則可能會導致干擾的輸出雜訊譜密度和頻外射頻能量。發射器和接收器的其他重要技術規格包括:暫態頻寬、功率處理、通道間的相位相干性、雜散性能等。在任何給定系統中,最終的最優訊號鏈既可能是三者之一,也可能是任意選項的綜合運用。
延伸閱讀:
《Ka 頻段需要更多頻寬?這裡有三個選項》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2018/0709/39346.html
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