Ka頻段衛(wèi)星地面站接收信道設(shè)計

4.2 噪聲系數(shù)仿真

噪聲系數(shù)是接收系統(tǒng)輸入端信噪比在輸入端與中頻放大器某點之間惡化情況的總量度，它也是衡量接收單元設(shè)計優(yōu)劣的質(zhì)量因數(shù)。優(yōu)質(zhì)接收單元的設(shè)計就要盡可能在其輸出端獲得最佳信噪比。它直接影響接收系統(tǒng)的通信質(zhì)量，接收單元是由放大器、混頻器、濾波器和中頻放大器等多個部件組成，對于級聯(lián)網(wǎng)絡其噪聲系數(shù)計算公式為

可見接收單元的噪聲系數(shù)主要取決于前置低噪聲放大器的噪聲系數(shù)，因為集成放大器APM1、APM2（見圖2）有約四十幾分貝的增益，所以系統(tǒng)中其他部件的噪聲影響可忽略不計，對接收單元的噪聲系數(shù)進行了仿真，又圖4的仿真曲線中得到在工作頻帶內(nèi)噪聲系數(shù)≤2.16 dB，滿足系統(tǒng)要求。

圖4 噪聲系數(shù)曲線

4.3 鏡頻抑制和雜散輸出仿真

接收單元的輸入信號經(jīng)各級放大器放大后進入混頻模塊，經(jīng)混頻會產(chǎn)生若干寄生頻率，但最值得注意的有兩個頻率 ，一個是和頻 ω+=ωL+ωs ； 另一個 就 是鏡頻ωk=2ωL－ωs 。這個頻率相對于本振來說和信號處于鏡像的位置， 但比較而言鏡頻距離信號頻率最近，因此很容易落在信號頻帶之內(nèi)，對信號產(chǎn)生影響。

在微波接收系統(tǒng)中，鏡頻抑制是一項非常重要的技術(shù)問題，良好的鏡頻抑制能夠避免噪聲惡化，同時也能降低外界鏡頻干擾。實現(xiàn)單邊帶接收的常用方法是在混頻器信號輸入端接入一帶通濾波器，以抑制鏡像輸入信號。采用帶外抑制很強的波導型E面金屬膜片帶通濾波器，能有效地抑制鏡頻和外界雜波的干擾。仿真優(yōu)化得出接收單元的鏡頻抑制≥70 dB，雜散輸出＜-68 dB，仿真結(jié)果分別見圖5、圖6。

圖5 鏡頻抑制曲線

圖6 雜散輸出曲線

5 結(jié)束語

通過仿真設(shè)計，可以看出在該接收單元設(shè)計中選用的各部件的技術(shù)指標與接收信道的要求是相匹配的。各項技術(shù)指標能滿足系統(tǒng)要求，在設(shè)備的研制過程中也驗證了仿真結(jié)果的可行性。因此通過應用EDA軟件對系統(tǒng)進行仿真設(shè)計，可以判斷通信系統(tǒng)技術(shù)指標的合理性與優(yōu)劣，使通信系統(tǒng)發(fā)揮最大效益，同時使得一些本來無法進行試驗的過程在仿真中獲得驗證。為成功研制設(shè)備提供了重要依據(jù)，從而有效地避免了在設(shè)備研制過程中走彎路、耗時間。在Ka頻段地面站接收信道中合理選用了多種放大和變頻集成器件，實現(xiàn)了信道的模塊化、小型化、通用化。對于不同要求的地面站，適當調(diào)換相應的器件，就可以滿足其要求。

參考文獻

[1] 汪春霆、王愛華，Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計，電信快報,2000(5):30～32.

[2] 余華、滿衛(wèi)華，Ka頻段抗干擾衛(wèi)星通信系統(tǒng)地站射頻單元研究，《電氣電子教學學報 》2002年05期

[3] 王家禮、吳萬春 ，毫米波集成電路的設(shè)計及應用 ，西安電子科技大學出版社, 1989年5月第1版

[4] (美)賴夫(S.J. Raff)， 微波系統(tǒng)工程原理，北京-國防工業(yè)出版社 1982

[5] D Weiner, J Griffin , L McCarty . The image rejection harmonic mixer [J]. Microwave Symposium Digest ,IEEE MTT-S International , 1982. 82(1) : 36-38

[6] Huang Yong ,System Simulation of A RF Transmitter System for Smart Antenna Using Agilent Advanced Design System , Microwave Laboratory, Department of Electronic Engineering The hinese University of Hong Kong，Sept.15, 2001

作者簡介：任淑敏，女，高級工程師，主要研究領(lǐng)域為微波通信與器件；陳昆和，男，工程師，主要研究領(lǐng)域為電磁場與微波技術(shù)；范德睿，男，工程師，主要研究領(lǐng)域為微波通信。