Bài thảo luận: các hệ thống thông tin vô tuyến pot

06/29/14 1
Bài thảo luận nhóm 2
Môn học: Các hệ thống thông
tin vô tuyến
Đề tài: Các bộ khuyếch đại công suất lớn HPA
Trường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên
Khoa điện tử
Bộ môn điện tử viễn thông
Bài thảo luận nhóm 2
06/29/14 2
Nội dung
1. Giới thiệu chung
2. Bộ khuếch đại Klystron (KLY)
3. Bộ khuếch đại sóng chạy (TWTA)
4. Bộ khuếch đại bán dẫn (SSPA)
5. Bảng so sánh các bộ khuếch đại
Bài thảo luận nhóm 2
06/29/14 3
1. Giới thiệu chung
Hình 1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống
thông tin vệ tinh
4
1. Giới thiệu chung

Trong thông tin vệ tinh cũng như truyền mặt đất do đặc
điểm truyền thông tin rất dài và thông tin phải truyền qua
các môi trường khác nhau do đó thông tin bị hấp thụ, suy
hao…Chính vì vậy, tín hiệu muốn truyền đi xa thì tín hiệu
cần được khuếch đại với công suất lớn bằng bộ khuếch đại
công suất lớn HPA để đảm bảo cho công suất bức xạ bù
được các tổn hao đường truyền và đạt được cường độ

trường đủ lớn ở vệ tinh.

HPA thường có hệ số KĐ từ 40 - 60 dB kết hợp với anten
tạo ra công suất bức xạ đẳng hướng (EIRP).
Bài thảo luận nhóm 2
÷
5
1. Giới thiệu chung

Các bộ HPA thường được sử dụng:

Bộ HPA dùng đèn Klystron (KLY): có độ rộng băng tần
tương đối hẹp, tần số khuếch đại có thể điều chỉnh đến bất
kỳ giá trị nào trong khoảng tần số phân định cho truyền dẫn
thường từ 5 đến 10 kênh trong một bộ điều hướng.

Bộ HPA dùng đèn sóng chạy (TWTA):có băng tần rộng có
thể phủ được tất cả các băng tần phân định cho truyền dẫn
thuận lợi cho sử dụng nhiều sóng mang.

Bộ HPA dùng bộ khuếch đại bán dẫn (SSPA): có công suất
nhỏ thường dùng cho các trạm có dung lượng nhỏ. Để có
công suất cao thường phỉ đấu song song vài Tranzitor.
Bài thảo luận nhóm 2
6
2. Bộ khuếch đại dùng đèn
Klystron

Cấu tạo: đèn Klystron có cấu tạo như các đèn chân không
thông thường gồm:


hệ thống sợi nung

anot

catot

Tất cả được kết hợp trong súng điện từ.
Bài thảo luận nhóm 2
7
2. Bộ khuếch đại dùng đèn
Klystron

Collector: có nhiệm vụ thu nhận và tiêu thụ cá chù tia điện tử.
Collector được là lạnh bằng nước hoặc không khí
để giảm nhiệt độ sinh ra bởi sự va chạm của các
điện tử vào collector

Các hốc cộng hưởng : Để thực hiện việc khuếch đại người ta
thay lưới chắn ở đèn điện tử bằng các hốc cộng hưởng.
Các hốc cộng hưởng gồm có:

Hốc cộng hưởng đầu vào ( cộng hưởng hội tụ).

Hốc cộng hưởng trung gian.

Hốc giữ ( hốc cộng hưởng đầu ra).

Nam châm hội tụ : Để có hệ số khuếch đại cao thì các trùm tia
điện tử phải có sự hội tụ cao, để tạo một luồng hẹp tập trung

đi qua các hốc thì cần nhờ đến các nam châm bao quanh đèn.
Bài thảo luận nhóm 2
8
2. Bộ khuếch đại dùng đèn
Klystron

Một số chỉ tiêu của đèn Klystron:

Nguồn sợi nung: 6 VDC. I
max
= 10A.

Nguồn cung cấp cho trùm tai điện tử: điện áp giữa anot và
đất từ 5 -10 KV, dòng điện từ 1 – 5 A.

Dòng điện dò : 1 – 500 A.

Điện áp Collector : 20 KV.

Cảnh báo điện áp nung: khi vượt quá mức quy định.

Cảnh báo làm lạnh: khi nhiệt độ đèn quá 175
0
C.

Cảnh báo công suất bức xạ: khi công suất bức xạ của bộ
khuếch đại giảm dưới mức quy định.

Cảnh báo mất phối hợp trở kháng: VSWR.
µ

Bài thảo luận nhóm 2
9
3. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng
chạy

Đèn sóng chạy làm việc bởi sự tương tác giữa các luồng điện
tử và sóng vô tuyến.

Cấu tạo tương tự như đèn Klystron nhưng các hốc cộng hưởng
được thay bằng cấu trúc sóng chậm. Súng điện tử gồm sợi
nung, catot và anot. Các nam châm có nhiệm vụ hội tụ các
chùm tia điện tử.
Bài thảo luận nhóm 2
10
3. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng
chạy
Bài thảo luận nhóm 2
Hình 3.1 cấu tạo của bộ khuếch đại dùng đèn sóng chạy (TWTA)
11
3. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng
chạy

Các chỉ tiêu của đèn sóng chạy:

Điện áp sợi đốt: thường là 6 V, I
max
= 2A.

Điện áp catot: là điện áp giữa catot và đất khoảng 5 – 10
KV.


Dòng dò: 1 - 2 mA( do điện tử đạp vào cấu trúc sóng
chậm).

Điện áp Collector khoảng 5 KV.

Cảnh báo: + làm nguội khi nhiệt độ > 110
0
C.
+ nguồn cấp khi nhiệt độ > 63
0
C.
+ công suất bức xạ thấp : khi công suất bức xạ
giảm xuống dưới mức quy định.
+ VSWR cảnh báo mất phối hợp trở kháng.
+ dòng dò : khi dòng dò lớn hơn mức quy định.
Bài thảo luận nhóm 2
12
4. Bộ khuếch đại bán dẫn SSPA

Các bộ khuếch đại loại này sử dụng Tranzitor hiệu ứng trường
(FET).

Để có mức công suất theo yêu cầu các Tranzitor được đấu
song song ở các tầng đầu ra.
Bài thảo luận nhóm 2
06/29/14 13
5. Bảng so sánh các bộ khuếch
đại
Thiết bị sử dụng

để khuếch đại
Loại Klystron KLY TWTA FET
Công suất ra Lớn Lớn Nhỏ
Kích thước Lớn Trung bình Nhỏ
Băng tần Vài trục Mhz
Thường là 80Mhz
Vài trăm Mhz
Khoảng 575Mhz
Vài trăm
Mhz
Làm lạnh -Làm lạnh bằng không khí
khi công suất ra lên đến vài
Kw
-Làm lạnh bằng nước khi
công suất ra khoảng 10 Kw
-Làm lạnh bằng không
khí khi công suất lên
đến vài Kw
-Làm lạnh bằng nước
khi công suất ra khoảng
10 Kw
Làm lạnh
bằng
không khí
tự nhiên
Điện áp cung cấp Trung bình Cao Thấp
Bài thảo luận nhóm 2
14
Thanks for listening