隨著全球連接需求的增長，許多衛(wèi)星通信(satcom)系統(tǒng)日益采用Ka頻段，對數(shù)據(jù)速率的要求也水漲船高。目前，高性能信號鏈已經(jīng)能支持數(shù)千兆瞬時帶寬，一個系統(tǒng)中可能有成百上千個收發(fā)器，超高吞吐量數(shù)據(jù)速率已經(jīng)成為現(xiàn)實。

另外，許多系統(tǒng)已經(jīng)開始從機械定位型靜態(tài)拋物線天線轉(zhuǎn)向有源相控陣天線。在增強的技術(shù)和更高集成度的推動下，元件尺寸得以大幅減小，已能滿足Ka頻段的需求。通過在沿干擾信號方向的天線方向圖中形成零位，相控陣技術(shù)還能提高降干擾性能。

下面將簡要描述現(xiàn)有收發(fā)器架構(gòu)中存在的一些折衷選項，以及不同類型的架構(gòu)在不同類型的系統(tǒng)中的適用性。本分析將分解介紹衛(wèi)星系統(tǒng)的部分關(guān)鍵技術(shù)規(guī)格，以及如何從這些系統(tǒng)級技術(shù)規(guī)格獲得收發(fā)器信號鏈層各組件的規(guī)格。

從系統(tǒng)級分析向下分解技術(shù)規(guī)格

從宏觀層面來看，衛(wèi)星通信系統(tǒng)需要維持一定的載噪比(CNR)，此為鏈路預算計算的結(jié)果。維持該CNR可以保證一定的誤碼率(BER)。需要的CNR取決于多種因素，如糾錯、信息編碼、帶寬和調(diào)制類型。確定CNR要求之后，就可以依據(jù)高層系統(tǒng)要求向下分解得到各個接收器與發(fā)射器的技術(shù)規(guī)格。一般地，首先得到的是收發(fā)器的增益-系統(tǒng)噪聲溫度(G/T)品質(zhì)因數(shù)和發(fā)射器的有效全向輻射功率(EIRP)。

對于接收器，要從G/T得到低層接收器信號鏈規(guī)格，系統(tǒng)設(shè)計師需要知道天線增益和系統(tǒng)噪聲溫度，該值為天線指向與接收器噪聲溫度的函數(shù)，如等式1所示?；诖耍梢杂玫仁?得到接收器溫度。

然后可以用等式3計算接收器信號鏈的噪聲指數(shù)：

獲知接收器噪聲指數(shù)以后，可以進行級聯(lián)分析，確保信號鏈是否符合這些必要技術(shù)規(guī)格的要求，以及是否需要進行調(diào)整。

對于接收器，首先基于接收器的距離（地到衛(wèi)星或衛(wèi)星到地的距離）和接收器靈敏度確定需要的EIRP。獲知EIRP要求之后，需要在發(fā)射信號鏈的輸出功率與天線增益之間做出折衷。對于高增益天線，可以減小發(fā)射器的功耗和尺寸，但其代價是增加天線尺寸。EIRP通過等式4計算。

只要謹慎選擇信號鏈所用組件，就能維持輸出功率不變，并且不會導致其他重要參數(shù)下降，例如干擾其他系統(tǒng)的輸出噪聲和帶外射頻能量。

發(fā)射器和接收器的其他重要技術(shù)規(guī)格包括：

瞬時帶寬：信號鏈在任意時間點可以數(shù)字化的頻譜帶寬

功率處理：信號鏈在不導致性能下降的條件下要處理的最大信號功率

通道間的相位相干性：針對新興的波束賦形系統(tǒng)，確保通道間相位的可預測性可以簡化波束賦形信號的處理和校準

雜散性能：確保接收器和發(fā)射器不會在不期望的頻率下產(chǎn)生射頻能量，以免影響該系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的性能