归纳卫星转发器设计.doc

1、三结论分析传发器接收射频信号频谱050g-他150r*iV*Wk"nlv"W* -r-Avy* W 以J'M V V-200"-06 8Freq(GHz)1012Figure 3图3显示了接收信号的时域波形和频谱。通过频谱可以看出，接收信号是一个以6GHZ 为中心的一簇信号。6GF变频信号O 0尸门命门命仃命门伸广|F5 -00.10,20.3040.50.60.7080.96G下变频信兮频诰50000ISO-200 J06 8Freq(GHz)1012Figure 4图4显示了经过下变频之后的信号和其频谱。通过频谱可以看出.此时信号柑当于集中分布在低频和

2、a频段。假设一路信号为着(r) = cos0cos©,则与6GHz相乘之后，得到:图6显示了经过4GHZ上变频的信号及其频谱，可以看到中频的已放大信号完全线性搬 移到了 4GHZ频段上。Figure 7图7显示了经过TWTA放大的下行信号及其频谱。这里可以看到经过非线性放大之后, 信号波形与放大前有了很大变化，且有了新的频谱分量，低旁瓣被放大。这里就必须考虑非 线性放大效应。因此，作出了 TWTA输出功率-输入功率以及TWTA相務-输入功率曲线图。 可以看到，在较低输入功率段TWTA输出功率近似与输入功率成线性关系，但是在高输入 功率段，出现了非线性部分。当输入功率较大时，相移也表现

3、出非线性的关系，由于在一世 条件下相移会转化为频率变化，即产生新的频率分量（AM/PM转换），所以才对于多载波 输入时TWTA放大会引起频率上的干扰。50TWTA输出功率輸入功舉(8P)吳氏田-4002000-2000400050400-350-300-250-200-150-100-50輸入功率(dB)400-350-300-250-200-150-100-50楡入功率(dB)IWTM噜输入功率600024-68-1086-4-2输入功率(dB)-10100500.40410864-2楡入功率(dB)TWTAJ效大信号020-60Freq(GHz)Figure 920 g X -400.2O

4、JbUdhii-丿Mill、IWT心大信号频谱Figure 8图8显示了非线性放大器的输入-输出功率和相移-输入功率曲线图。可以看到当输入功 率大于-4dB后出现了明显的非线性特性，而且在输入功率为MB时达到饱和。这时如果我 们将输入功率回退到一左范圉，则可以保证输岀功率与输入功率近似成线性关系。因此我们 将输入功率人为降低，也即回退到较小值。0.60.900.1020.30.40.50.6图9中设定回退量为40dB。可以看出虽然还是有一些新的频率分量产生，但是干扰比 较小。如果回退量继续增大，则干扰进一步减小直至没有（如回退60dB）,但是会引起此时 TWTA放大信号功率大幅减小。<-

5、）思考卫星转发器的各种模型？1. 双变频转发器接收信号变换到中频，经过放大、限幅，然后变换到发射频率，再经行波管功率放大。2. 单变频转发器接收信号直接放大，直接变频为下行频率，再经行波管功率放大。3. 处理转发器接收信号变换到中频，进行相干检测和数据处理，从而得到基带数字信号，再调制到中 频，再上变频到下行频率上。这其中，单变频转发器适用于多载波输入的情形。处理转发器适用于数字卫星通信，通 过解调、纠错、编码、调制一系列过程，有利于消除噪声积累。（二）处理转发器与透明转发器之间比较，须增加哪些模块？处理转发器由于要得到基带数字信号，还需要增加解调、调制模块。由于要进行数据处 理，所以还需要检

6、错、纠错模块。由于要对信号进行再编码，所以还需要加入信逍编码模块。 相当于进行了一个完整的解调、再调制过程。五源代码及说明主函数clear;close all:fs=12OO;T=l/fs;Tp=k%lS;N=Tp*fs;n=l;N;%产生9路DSB信号df=3O:x0=cos(600*pi*n*T).*cos(10*pi*n*T);%DSB X1 =cos(600+df)*pi*n*T). *cos( 10*pi*n*T); x2=cos(600-dO*pi*n*T).*cos(10*pi*n*T); x3=cos(600+2*df)*pi*n*T).*cos(10*pi*n*T);x4=c

7、os(600-2*df)*pi*n*T).*cos(10*pi*n*T); x5=cos(600+3*df)*pi*n*T).*cos(!0*pi*n*T);x6=cos(600-3*df)*pi*n*T).*cos(10*pi*n*T); x7=cos(600+4*df)*pi*n*T).*cos(i0*pi*n*T);x8=cos(600-4*df)*pi*n*T).*cos(10*pi*n*T); xn=x 1 +x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8;figuresubploi(3,2J)p loin*Txn?-);axis(0 1 -1.2*max(xn) l2*max(xn) x

8、label(T);ylabcK'xouf）：mice转发器接收射频信号'）； grid on f=2*fs*(0:(N/2)/N/100:P l=fftl28(xn.N); subploi(322) ploi(fJO*loglO(Pl) mice转发器接收射频信号频谱) xlabel('Freq(GHz)')ylabcl(1X(f)r)grid on %6G卜变频 xn_down=cos(600*pi*n*T).*xn;%6GHz 相解调 subploi(323)ploln*TAn_down/-);axis(0 1 -1.2*max(xn) 1.2*max(xn

9、)xlabel(T);ylabel(ouf):litle('6G下变频信号')；grid onPl=fftl28(xn_down.N); subploi(3,2,4) ploifJO*loglO(Pl) title('6G下变频信号频谱") xlabel('Freq(GHz)') ylabcl(1X(f)r) grid on%带通滤波wn=0J/fs 200/fs;%设置截止频率Ibmi .ami = buiter(43vn);%巴特状斯4阶带通滤波器 xout = filter(bmi.ami.xn_down);subploi(3,2,5)p

10、lol(n*Txout?-*):axis(0 1 -1.2*max(xn) 1.2*max(xn) xlabel(T);ylabcK'xouf)；mice通过BPF后的6G下变频信号7; grid onP l=fftl28(xout.N);subploi(3,2.6) plol(fJO*loglO(Pl) mice通过BPF后的6G下变频信号频谱) xlabel('Freq(GHz)')ylabel(1X(f)r) grid on%2倍信号放大 xout=2*xoul;%上变频x_up=xout. *cos(400*pi*n*T); figuresubploi(3,2.

11、1) ploln*Tx_up?-*);axis(0 1 -1.2*max(xn) 1.2*max(xn) xlabel(T);ylabcl('xouf);litle('4G上变频信号')； grid onP l=fftl28(x_up.N); subplol(3,2,2) plolfJO*loglO(Pl) iitIe('4G ±变频信号频谱) xlabel('Freq(GHz)') ylabel(1X(f)r) grid on%TWTA行波管放大backoff = 0; y=salehs_mo(Jel(x_ up .backoftN)

12、; subploi(3,2,3)ploi(n*Trealy)?-'); xlabel(T);ylabcK'xouf)； litleCTWTA 放大信号')； grid onPl=fftl28(y.N); subploi(3,2,4) ploifJO*loglO(Pl) litleCTWTA放大信号频谱？ xlabelTreq(GHzy) ylabel(1X(f)r) grid onsubploi(3,2.5)pin= 10*log 10(absx_up);pout= 10*logl0(absy)： ploKpin.poul);grid:xtabelC输入功率(dB) *

13、); ylabelC 输出功率(dB)');litleCTWTA输岀功率-输入功率) subploi(3,2,6)plolpin,( 180/pi)*unwrap(angle(y)：grid; xiabel(输入功率(dB)ylabcIC+fl移(度)； litle(TWTA相移输入功率) % figure% logpsdIreq.plotaLpmaxl=log_psd(x_upJ 200.T);% ploUfrcqJogpsd);salehs model非线性放大函数 仿真TWTAfunction yl=salehs_model(x.backoff,n) y = zeros( 1 .n)*( 1.0+i*l .0):af= 1.1587;bf= 115;ag = 40;bg=2.1;c=10人(backoff/20);for k=l:nain = c*abs(x(k): thetain(k) = angle(x(k);aout = af*ain/(l+bf*ain2)： lh