Đề tài: Các bộ khuyếch đại công suất lớn HPA

Bài thảo luận nhóm 2 Môn học: Các hệ thống thông tin vô tuyếnĐề tài: Các bộ khuyếch đại công suất lớn HPATrường đại học kỹ thuật công nghiệp Thái NguyênKhoa điện tửBộ môn điện tử viễn thôngBài thảo luận nhóm 24/1/20161Nội dungGiới thiệu chungBộ khuếch đại Klystron (KLY)Bộ khuếch đại sóng chạy (TWTA)Bộ khuếch đại bán dẫn (SSPA)Bảng so sánh các bộ khuếch đạiBài thảo luận nhóm 24/1/201621. Giới thiệu chungHình 1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống thông tin vệ tinh4/1/201631. Giới thiệu chungTrong 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 haoChính 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 24/1/201641. Giới thiệu chungCác 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 24/1/201652. Bộ khuếch đại dùng đèn KlystronCấu tạo: đèn Klystron có cấu tạo như các đèn chân không thông thường gồm:hệ thống sợi nung anotcatot Tất cả được kết hợp trong súng điện từ.Bài thảo luận nhóm 24/1/201662. Bộ khuếch đại dùng đèn KlystronCollector: 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 collectorCác 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 24/1/201672. Bộ khuếch đại dùng đèn KlystronMột số chỉ tiêu của đèn Klystron:Nguồn sợi nung: 6 VDC. Imax = 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 1750C.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.Bài thảo luận nhóm 24/1/201683. 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 24/1/201693. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng chạyBài thảo luận nhóm 2Hình 3.1 cấu tạo của bộ khuếch đại dùng đèn sóng chạy (TWTA)4/1/2016103. Bộ khuếch đại dùng đèn sóng chạyCác chỉ tiêu của đèn sóng chạy: Điện áp sợi đốt: thường là 6 V, Imax = 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 > 1100C. + nguồn cấp khi nhiệt độ > 630C. + 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 24/1/2016114. Bộ khuếch đại bán dẫn SSPACác 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 24/1/2016125. Bảng so sánh các bộ khuếch đạiThiết bị sử dụng để khuếch đạiLoại Klystron KLYTWTAFETCông suất raLớn Lớn NhỏKích thước Lớn Trung bình NhỏBăng tầnVài trục MhzThường là 80MhzVài trăm MhzKhoảng 575MhzVài trăm MhzLàm 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 KwLàm lạnh bằng không khí tự nhiênĐiện áp cung cấpTrung bình Cao ThấpBài thảo luận nhóm 24/1/201613Thanks for listening 4/1/201614