一、概述

在衛(wèi)星通信地球站設(shè)備中，高功率放大器與低噪聲放大器是地球站設(shè)備的兩個重要器件，均用于射頻信號的放大。高功率放大器（HPA，High Power Amplifier）主要用于地球站發(fā)射信號的放大，且是高功率放大（可高達數(shù)千瓦），以利于衛(wèi)星的接收。高功率放大器（HPA）是衛(wèi)星地球站上行系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能的好壞對上行鏈路信號的質(zhì)量影響很大。

低噪聲放大器（LNA，Low Noise Amplifier）主要用于地球站對接收來自衛(wèi)星的射頻信號的放大，由于來自衛(wèi)星的射頻信號極為微弱淹沒在噪聲之中（通常信號在10^-17~10^-18W量級），通過低噪聲放大器（LNA）的放大以利于有用信號的提取。它是衛(wèi)星地球站下行系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，通常置于高頻放大的前置放大，其性能的好壞對下行鏈路信號的質(zhì)量影響很大。

鑒于高功率放大器與低噪聲放大器這兩個器件在衛(wèi)星通信地球站的重要作用，我國通信行業(yè)標準YD/T 5050《國內(nèi)衛(wèi)星地球站工程設(shè)計規(guī)范》等標準中，提出了相應(yīng)的配置方面的要求。同時，我國相關(guān)通信行業(yè)技術(shù)標準對其技術(shù)要求做出了規(guī)定。

欲具體了解國內(nèi)衛(wèi)星地球站工程建設(shè)標準具體內(nèi)容介紹的請進入。

二、高功率放大器（HPA）

1、配置要求

高功率放大器（HPA）的配置應(yīng)根據(jù)近遠期載波數(shù)的多少、系統(tǒng)可用性的要求和HPA 可靠性及類型進行選定。對于一、二類地球站的HPA常用的有三種類型，即速調(diào)管高功率放大器（KHPA，Klystron High Power Amplifier）、行波管放大器（TWTA，Traveling Wave Tube Amplifier）、固態(tài)功率放大器（SSPA，Solid State Power Amplifier）。三者各有特點，應(yīng)根據(jù)實際情況選用，其各自的特點（優(yōu)缺點）詳見下表2-1-1。采用同一類型的HPA 時可采用1 : 1 或n : 1 的備用方式；對業(yè)務(wù)逐步增長的系統(tǒng)，可配置帶功率合成器功能的HPA，以逐步適應(yīng)地球站的業(yè)務(wù)發(fā)展。根據(jù)其它相關(guān)資料，下表2-1-2給出了三種類型HPA的典型參數(shù)供參考。

表 2-1-1：地球站常用高功率放大器（HPA）的特點

表 2-1-2：地球站常用高功率放大器（HPA）的典型參數(shù)

選用的HPA 設(shè)備應(yīng)保證能給出所用載波的額定EIRP值，并留有調(diào)節(jié)余量。根據(jù)近、遠期的業(yè)務(wù)需求，確定HPA 設(shè)備的配置，并選擇合適的備用和倒換方式。配置Ku 頻段高功率放大器時，應(yīng)在天線下方設(shè)置射頻機房，在特殊情況下，可配置室外型功率放大器或室外型L 波段中頻輸入射頻輸出的功率放大器，以提高功放的效率和便于維護。

2、技術(shù)要求

對于高功率放大器技術(shù)要求，YD/T 2473《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 高功率放大器技術(shù)要求》做出了專門的規(guī)定，包括環(huán)境條件、電氣性能、機械結(jié)構(gòu)、安全要求、電磁兼容等內(nèi)容；適用于工作在C波段、Ku波段及Ka波段的高功率放大器。若要詳細了解其具體內(nèi)容的請查閱下附件2。

附件 2：YD/T 2473-2013《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 高功率放大器技術(shù)要求》

3、驗收測試要求

根據(jù)YD/T 5017《國內(nèi)衛(wèi)星通信地球站設(shè)備安裝工程驗收規(guī)范》標準要求，對于配置的HPA驗收測試時應(yīng)符合下表2-3中的規(guī)定，且HPA輸出頻譜應(yīng)滿足下圖2-3-1（QPSK）和2-3-2（8PSK）的要求。

表 2-3：衛(wèi)星地球站配置的高功率放大器（HPA）應(yīng)滿足的驗收測試指標要求

圖 2-3-1：衛(wèi)星地球站配置的高功率放大器（HPA）輸出頻譜應(yīng)滿足的測試驗收要求（QPSK）

圖 2-3-2：衛(wèi)星地球站配置的高功率放大器（HPA）輸出頻譜應(yīng)滿足的測試驗收要求（8PSK）

4、星上HPA要求

另外，根據(jù)其它相關(guān)資料：在要求衛(wèi)星大功率輸出時，衛(wèi)星上的高功率放大器（HPA）大多使用行波管放大器（TWTA），特別是在工作頻率較高的Ka頻段。但在工作頻率較低、而輸出功率要求不高時，則由于線性較好和壽命較長，廣泛應(yīng)用的是GaAs固態(tài)功率放大器（SSPA）。星上TWTA和SSPA器件的典型參數(shù)可參見下表2-4。

表2-4：衛(wèi)星上TWTA和SSPA器件的典型特性值

三、低噪聲放大器（LNA）

1、配置要求

應(yīng)根據(jù)地球站類型、天線性能，選擇具有適當噪聲溫度的低噪聲放大器。選擇具有適當溫度的低噪聲放大器是主要考慮地球站品質(zhì)因數(shù)G/T 值， G/T 值主要取決于天線和低噪聲放大器性能，當天線確定后， G/T 值就取決于低噪聲放大器，如果選擇較低噪聲溫度的低噪聲放大器，將會增加建設(shè)投資，因此，在選擇低噪聲放大器時，應(yīng)根據(jù)天線性能，在滿足G/T 值要求的前提下，選擇具有適當噪聲溫度的低噪聲放大器。

根據(jù)其它相關(guān)資料，在地球站接收系統(tǒng)中，作為低噪聲前置放大器常用的類型有：低溫致冷參放、冷參放、常溫參放、冷卻FET（砷化鎵）和常溫FET（砷化鎵）等。它們的使用頻率、噪聲溫度、成本特性及用途等可參見下表3-1。

表3-1：低噪聲放大器（LNA）典型值

2、技術(shù)要求

對于低噪聲放大器技術(shù)要求，我國通信行業(yè)標準YD/T 2472《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 低噪聲放大器技術(shù)要求》做出了專門的規(guī)定，包括環(huán)境條件、電氣性能、機械結(jié)構(gòu)、安全要求、電磁兼容等內(nèi)容；適用于工作在C波段、Ku波段、及Ka波段的低噪聲放大器（LNA）。若要詳細了解其具體內(nèi)容的請查閱下附件3。

附件 3：YD/T 2472-2013《衛(wèi)星通信地球站設(shè)備 低噪聲放大器技術(shù)要求》

欲更多了解衛(wèi)星通信地球站用其它器件技術(shù)要求標準情況的請進入。

另外，根據(jù)地球站接收容量和發(fā)展要求，應(yīng)選擇安裝容易、維護方便、性能穩(wěn)定的低噪聲放大器（LNA）或低噪聲降頻放大器（LNB），并選擇合適的低噪聲放大器備用和倒換方式。當?shù)厍蛘緝H接收一種極化波時，一般配置一套1 : 1 的LNA 系統(tǒng)，即一套主用，一套備用；而當?shù)厍蛘就瑫r接收兩種極化波（即同時接收左右旋極化波或正交線極化波）時，就需要設(shè)置一套2 : 1 的LNA 系統(tǒng)，即兩套主用，一套備用。

3、驗收測試有要求

根據(jù)YD/T 5017標準要求，對于配置的低噪聲放大器（LNA）驗收測試時，應(yīng)測試的項目包括：功能操作、保護倒換系統(tǒng)、增益、幅頻響應(yīng)等，其均應(yīng)滿足設(shè)計和出廠指標要求。

欲進一步了解衛(wèi)星地球站其它設(shè)備配置要求的請進入。