卫星通信有效载荷必须保证越来越灵活性/重构性为了优化不同操作条件下的性能,这可能出现在卫星寿命。这种灵活性的要求主要是由于各种各样的服务提供和交通需求的不确定性,这样的服务可能在一生的使命。特别是,一个主要的有效载荷的设计目标是有效地结合覆盖,权力,和带宽的灵活性,同时最小化整个直流电源消耗和质量,有吸引力的运营商的成本。在上述中,在多波束卫星系统的情况下,最重要的一个有效载荷的灵活性意味着重新配置射频输出功率的能力在不同的服务梁为了处理意想不到的交通平衡和流量随时间的变化。在这方面,在载荷RF-front-end级别,几个实现可以被认为,这取决于类型的集成功率放大部分和波束形成部分。特别是考虑到解决方案,保证了独立的电源部分,最高水平的射频功率的灵活性是基于多端口放大器(海洋保护区) 1]。一般来说,一个多端口的放大器是功率放大部分的实现,它允许共享几个梁之间的负载功率/港口和保证了高效开发可用的直流卫星功率( 2]。

介绍了蒙特卡罗模拟进行了通过一个欧洲航天局内部模拟器在Matlab环境中开发的。模拟的目的是分析如何MPA的性能,特别是在MPA输出端口的隔离,影响振幅和相位跟踪误差的高功率放大器在MPA。

一个多端口放大器依靠并行放大信号的一堆功率放大器,保证输出端口之间的权力分配。多元化的输入信号转换输入多端口网络(INET)和提供给堆放大器(hpa),通常行波光管放大器(功率)。一旦放大,然后重组的信号通过输出多端口网络(ONET) [ 1]。

如图 1在理想条件下,一个信号应用于单个输入端口的MPA INET功率分流和相移的,以便它可以被放大的hpa ONET然后妥善调配的到一个输出端口。但是,在现实情况下,hpa特征可能不同于彼此由于硬件缺陷,变化的热条件和老化。因此,振幅和相位错误出现,,反过来,导致不必要的泄漏功率输出端口。这样一个权力泄漏保持控制,以避免重大通信链路的性能下降。参考MPA采用本文中给出的分析是一个8×8 MPA与输入/输出多端口网络基于Egami /卡瓦依定义( 3]。这个配置的INET / ONET特别有效的减少硬件;它不同于巴特勒矩阵配置( 4在中间的事实相移网络是完全可以避免的。作为参考,相位和振幅矩阵关系的INET / ONET网络这里提供如下: (1) ONET ¯ ¯ PH值 = INET ¯ ¯ PH值 = | 0 90年 90年 180年 90年 180年 180年 - - - - - - 90年 90年 0 180年 90年 180年 90年 - - - - - - 90年 180年 90年 180年 0 90年 180年 - - - - - - 90年 90年 180年 180年 90年 90年 0 - - - - - - 90年 180年 180年 90年 90年 180年 180年 - - - - - - 90年 0 90年 90年 180年 180年 90年 - - - - - - 90年 180年 90年 0 180年 90年 180年 - - - - - - 90年 90年 180年 90年 180年 0 90年 - - - - - - 90年 180年 180年 90年 180年 90年 90年 0 | , (2) ONET ¯ ¯ 我 = INET ¯ ¯ 我 = 1 8 的 ¯ ¯ 。 整个复杂的多端口网络是由输入 (3) INET ¯ ¯ = INET ¯ ¯ 我 • 经验值 ⁡ ( j p 我 180年 INET ¯ ¯ PH值 ) 整个复杂的输出和多端口网络, ONET ¯ ¯ ,可以表达方式相当于( 3)。

运营商” • “在( 3)表示阿达玛element-wise矩阵产品;的 的 ¯ ¯ 矩阵中引入( 2)代表一个8×8矩阵的所有元素等于1。通过指示 一个 ¯ ¯ 一个对角矩阵的元素 一个 我 我 相当于复杂的收益吗 我 th放大器,可以确定向量 y ̅ MPA的输出信号作为输入向量的函数 x ̅ : (4) y ̅ = ONET ¯ ¯ × 一个 ¯ ¯ × INET ¯ ¯ × x ̅ 。

在理想的情况下, 一个 ¯ ¯ = 一个 我 ¯ ¯ ( 一个 理想放大器增益和吗 我 ¯ ¯ 是单位矩阵),因为 ONET ¯ ¯ = INET ¯ ¯ ,( 4)可以简化如下: (5) y ̅ = - - - - - - j 一个 ( 0 ⋯ 0 1 ⋮ ⋰ ⋰ 0 0 ⋰ ⋰ ⋮ 1 0 ⋯ 0 ) ⋅ x ̅ 。 因此,如果一个信号应用的输入端口1 MPA,其放大副本应当出现在输出端口8 ( x = x 1 → y 8 = - - - - - - j 一个 · x 1 ),如图 1。

MPA架构如图 2,时域模拟执行采用基带信号的复杂表示。评估的隔离,一个单一的连续波(CW)语气已经应用于端口1。典型LTWTA AM / AM和AM / PM特性被认为是在模拟。hpa的工作点已设置为1.7 dB输出后退(鄂博),对应4 dB输入后退(伊博语)。自从hpa特征可能不同于彼此由于硬件缺陷,变化的热条件,和老化,振幅和相位不匹配/错误被认为是中hpa为了评估“泄漏”的权力不需要的输出端口。作为一个初始的假设,为了简单起见,振幅和相位错误被认为是高斯随机变量与零均值和标准偏差 σ等于1/3的最大误差范围偏差。分析,没有组件缺陷INET / ONET考虑在内,因此相对散射矩阵基于Egami-Kawai理想传递函数定义,定义在( 1)和( 2)。通过使用蒙特卡罗方法,累积分布函数(CDFs)分解动作已经派生的情况下表所示 1,hpa振幅和相位跟踪错误是逐步增加的情况 一个为例 d。

隔离参数 ISO (8-j)输出端口8和输出端口之间 j 被定义为有效功率的比值要输出端口8和功率泄漏出席输出端口 j 。

输出端口之间的统计分布的分解动作8和任何其他输出端口(在理想的情况下,将没有信号泄漏来自输入端口8)是由不同的颜色/线路图 3。认为hpa振幅和相位跟踪错误,分别±0.3 dB和±2度(即。、案例 一个在表 1)。

数据 4, 5, 6显示,输出端口之间的统计分布的分解动作8和任何其他为其他三个病例表输出端口 1(例 b- - - - - - d、职责)。

所示的四个病例数据 3- - - - - - 6,可以看出90%的隔离(CDF = 0.1)范围从20 dB最坏的hpa振幅和相位跟踪错误(案例 d)为最小的31 dB hpa振幅和相位跟踪错误(案例 一个)。表 2显示了如何提供对应的仿真结果 ~0.6比较文学分析数据( 3:发现一个很好的协议,绝对差距从0.2(案例 c和 d)到0.4 dB(案例 一个和 b)。如前面的数据所示,该方法允许描述的完整数据隔离性能和可以扩展到评估的孤立的多载波调制信号。该方法是基于时域模拟和允许描述多载波负载和非线性HPA行为的综合效应的隔离性能,这是不可能通过使用常用的分析方法(如[ 3])。

本文提出了影响振幅和相位跟踪误差的高功率放大器在8×8 MPA对隔离MPA本身的性能。分析已经完成通过蒙特卡罗模拟,使分析的完整统计输出信号,因此一个强大的工具来隔离不同的统计行为hpa振幅和相位跟踪错误。

额外的研究,基于相同的统计方法在这篇文章中,为了评估可进行MPA的整体性能进一步受到硬件缺陷在输入和输出微波网络。