ОБЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ В НОВОЙ СХЕМЕ ДЛЯ СПУТНИКОВОЙ МНОГОЛУЧЕВОЙ СИСТЕМЫ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Программы ООН по окружающей среде: Организация Объединенных Наций занимается изучением и решением проблем, связанных с водой и изменением климата.

Национальные гидрометеорологические службы: Эти службы предоставляют данные о состоянии водных ресурсов и прогнозы изменений климата.

Список использованной литературы: 1. Уилер С (2004) Планирование устойчивого развития — создание пригодных для жизни, равноправных и экологических сообществ.

© Джумаев А., Мовламова Т., 2024

УДК 537.5

Ки Фам

Кандидат техн. наук, Нячанг, Вьетнам Хунг З. Ч. Бакалавр техн. наук, Нячанг, Вьетнам Чыонг Н. Д. Магистр техн. наук, Нячанг, Вьетнам

ОБЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ В НОВОЙ СХЕМЕ ДЛЯ СПУТНИКОВОЙ МНОГОЛУЧЕВОЙ СИСТЕМЫ

Аннотация

В статье предложены для спутниковой многолучевой системы новые схемы суммирования мощностей сигналов с использованием общего усилителя. Приведен анализ этих новых схем суммирования с общем усилителем, мощность которого перераспределяется между каналами по потребностям объёма информации.

Ключевые слова:

общий усилитель, сумматор, перелив мощности, многолучевая система.

Ky Ph.

The degree of doctor in electronics engineering, Department of Radio Engineering, Telecommunications University,

Nha Trang, Viet Nam.

Hung D. Tr. Bachelor of Communication, Department of communication Organization., Telecommunications University,

Nha Trang, Viet Nam. Chuong Ng. D.

The degree of master in electronics engineering, Department of Telecommunication, Telecommunications University,

Nha Trang, Viet Nam.

NEW STRUCTURE OF POWER SUMMING WITH A COMMON AMPLIFIER FOR A MULTI-BEAM SYSTEM

Abstract

The article proposes the use of a common amplifier, the power of which is redistributed between channels according to the needs of the information volume. A new structural scheme of signal power summation and redistribution using a common amplifier is proposed for a satellite multi-beam system.

Keywords:

common amplifier, combiner, power spillover, multi-beam system.

Один из типов радиопередатчиков, в котором пространственное разнесение излучаемых групповых сигналов достигается с помощью многолучевых антенн. На рисунке 1 показан пример многолучевой спутниковой системы «Турайя», обслуживающей европейские страны [2].

ОНО исзз

пуш

Рисунок 1 - Межспутниковые линии связи системы «Турайя»

Изучая эту систему, видно, что мощность сигнала, излучаемого каждой антенной, зависит от количества передаваемой информации по определенному каналу. Для экономии затрат и уменьшения габаритов предлагается использовать общий для всех каналов усилитель, мощность которого перераспределяется по потребностям каналов в том или ином случае [1,2].

Рисунок 2 - Структурная схема спутникового сумматора

Структурная схема, объединяющаяся разделители сигналов, представлена на рис. 2, где усиливаемый сигнал подается на каналы с 1-го по п-й, соответствующие частоте от ( до (п. Усиленные по мощности сигналы распределяются по выходным каналам от п +1 по 2п, соответствующим частотой

( до Гп [1].

Одной из простейших схем сумматора данного типа является квадратурное мостовое устройство, матрица рассеяния которого имеет следующий вид:

(1)

Рисунок 3 - Структура квадратурного мостового устройства

Структурная схема с использованием такого устройства «моста» для суммирования мощностей при двух частотных лучах представлена на рис. 4.

<0а

-О

Рисунок 4 - Предложенный двухканальный спутниковый сумматор

Где М - мостовое устройство квадратурного типа; У - усилители СВЧ типа.

Матрица рассеяния предлогаемой схемы, показанной на рис. 4, определяется путем перемножения двух матриц (1). В результате получено (2):

^M * ^M — - .

- 0 — -1 0 0 —i -1 0 0 0 0 —j

1 0 0 -1 0 0 -1 0 0 0

2 . —1 0 0 -1 0 0 0 0 0

. 0 -1 0 0 -1 0 -у 0 0 0

(2)

Любой выход этого «моста», на котором входящие сигналы синфазны, суммируется и становится общим выходом. Пример, для сигнала с / таким выходом является выход «моста» к антенне Б, а с частотой /2 - к антенне А [3].

К каждому из них сигналы поступают, сдвинутыми по фазе на величину:

3/ 3тт/

Общ =--+ Ру , где /2 - сдвиг по фазе за счет мостовых квадратурных устройств, (у - за счет

СВЧ усилителя.

Схема использования такого мостового устройства для суммирования мощности четырьмя лучами представлена на рисунке 5.

На входе и выходе схемы составлена матрица из четырех квадратурных устройств с использованием общего СВЧ усилителя, которые можно переливать мощности по четырем частотным каналам.

II

£2 £3

f4

fl.f2 fi.ß.

м п л p*d ГШ М \fl,...f4 м D,f4 p*d fl.ß M

м м м M

0/4 О.Г4

f4

kö

о

ß

<0

П

<0

Рисунок 5 - Предложенный четырехканальный спутниковый сумматор

При исключении усилителей амплитуда сигналов на выходе определяется по следующей формуле: Vых = ихе-», при данным случае сдвиг фаз Щ = , т.е. е = е -Ъп = -1. А с учетом усилителей -

- j (W+V )

через усилитель.

Vы1х = КуЦвхе , где Ку -коэффициент усиления усилителя; - сдвиг фаз сигнала, проходящего

fl ß

fn

МОСТОВОЕ УСТРОЙСТВО

fl,—fn -►

МОСТОВОЕ УСТРОЙСТВО

fn fn-1

fl

Рисунок 6 - Предложенная схема сумматора для n каналов

Структурная схема сумматора для каналов представлена на рисунке 6. При матрице из 2 мостовых устройств в СВЧ усилителях возможен "перелив" мощности ретранслятора по частотным каналам и т.д.. Согласно расчетам матрица рассеяния параметров этого сумматора имеет вид:

S

= (D

0 0

0

0 0

—j(n — 1)п

■j(n — 1)п 0

0

—j(n — 1)л

j(n — 1)п 0

(3)

0

0

По результатам в матрицах (2) и (3), с помощью рассматриваемой схемы, основанной на квадратурных устройствах, можно не только суммировать мощности сигналов, но и распределять их между различными излучателями. Можно утверждать, что, изменяя мощность сигналов на входе, мы можем переливать мощность из одного луча в другой в зависимости от объема информации, которую необходимо передать.

В заключение, используя общий усилитель и матрицу рассеяния данных типов сумматоров, мы можем суммировать мощности для многолучевой системы с большим количеством различных частотных каналов, вместо того, чтобы разделять их по отдельности и затем усиливать. На основе расчетных матриц предложены и построены сумматорные схемы, отвечающие необходимым требованиям. Сумматоры этого типа мы предлагаем строить на основе квадратурных устройств, которые обеспечиваются не только суммирование мощностей сигналов, но и режим «перелива» мощности между множеством различных лучей в многолучевой антенной системе. Список использованной литературы:

1. Фам Ки. Суммирование мощностей сигналов СВЧ транзисторных генераторов: дис. ... канд. техн. наук:05.12.42: утв. 18.09.19. М., 2019. 117 с. URL: https://www.mirea.ru/upload/medialibrary/6a0/ Dissertatsiya-Ki.pdf.

2. Система спутниковой связи Thuraya [Электронный ресурс]. URL: http://elcomplus.ru/ production/ tech_svyaz/wdt/vsatnazemnaya-stanciya-sputnikovoj-svyazi/sputnikovye-telefony-thuraya/ (дата обращения 01.07.2019).

3. Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Компьютеризированный курс. 4-е издание. - М:. Форум, 2018. 498с.

© Ки Ф., Хунг З. Ч., Чыонг Н. Д., 2024