小尺寸卫星通信解决方案
作者：ADI 公司 Brad Hall 和 Wyatt Taylor
传统Ka波段地面站卫星通信系统依赖于室内到室外配置。室外单元包含天线和块下变频接收机，接收机输出L波段的模拟信号。该信号随后被传送到室内单元，室内单元包含滤波、数字化和处理系统。Ka波段的干扰信号通常较少，因此室外单元的主要任务是以线性度为代价来优化噪声系数。室内到室外配置很适合地面站，但难以融合到小尺寸、重量轻、低功耗(SWaP)的环境中。若干新兴市场推动了对小尺寸Ka波段接入的需求。无人机(UAV)和步兵若能接入此类信道，将大大受益。对于无人机和步兵，无线电功耗直接决定电池寿命，进而决定任务时长。此外，过去专门用于空中平台的传统Ka波段信道，现在正被考虑用于提供更广泛的接入。这意味着，传统上仅需要下变频单个Ka信道的空中平台，现在可能需要工作在多个信道上。本文将概述Ka波段应用面临的设计挑战，并说明一种支持此类应用实现低SWaP无线电解决方案的新架构。
简介
卫星通信行业的最新趋势显示，信号传输正从X波段和Ku波段推进到Ka波段。这在很大程度上是因为该频率范围内很容易实现带宽更宽的收发器。与此同时，X、Ku和Ka波段中的发射机总数在不断增加。过去，Ka波段中的发射机数量非常少，但随着这种趋势的发展，此范围内的频谱会变得越来越拥堵。这给此类系统的收发器设计提出了挑战，尤其是针对低SWaP市场，这些市场的尺寸和功耗要求会限制可达到的选择率。由于选择率压力越来越大，人们自然会折中考虑，降低选择率要求。某些情况下，例如频谱环境不那么明确的移动平台中，这种折中是有意义的。但在其他可以非常精确地预测干扰的平台中，选择率仍将是最高优先目标。
室内和室外概述
在典型的永久性卫星通信设施中，室外设备和室内设备在功能上是分开的。室外设备由Ka波段天线、低噪声块(LNB)和下变频级组成，其将Ka波段信号下变频为L波段信号，然后发送到室内单元。LNB和下变频级通常合并为一个单元，其输出端利用同轴电缆或光纤将信号发送到室内以供进一步处理。在天线端下变频至1 GHz到2 GHz信号可防止连接到室内单元的电缆产生额外损耗。室内单元由L波段接收机和解调器组成。此单元负责对信号做进一步滤波、数字化和处理。此外，它与地面传输网络相连，以便将信号发送到中央处理地点。
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