一、概述

在衛星通信地球站設備中，高功率放大器與低噪聲放大器是地球站設備的兩個重要器件，均用于射頻信號的放大。高功率放大器（HPA，High Power Amplifier）主要用于地球站發射信號的放大，且是高功率放大（可高達數千瓦），以利于衛星的接收。高功率放大器（HPA）是衛星地球站上行系統的關鍵部件，其性能的好壞對上行鏈路信號的質量影響很大。

低噪聲放大器（LNA，Low Noise Amplifier）主要用于地球站對接收來自衛星的射頻信號的放大，由于來自衛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。它是衛星地球站下行系統的關鍵部件，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星通信地球站的重要作用，我國通信行業標準YD/T 5050《國內衛星地球站工程設計規范》等標準中，提出了相應的配置方面的要求。同時，我國相關通信行業技術標準對其技術要求做出了規定。

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二、高功率放大器（HPA）

1、配置要求

高功率放大器（HPA）的配置應根據近遠期載波數的多少、系統可用性的要求和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）、固態功率放大器（SSPA，Solid State Power Amplifier）。三者各有特點，應根據實際情況選用，其各自的特點（優缺點）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；對業務逐步增長的系統，可配置帶功率合成器功能的HPA，以逐步適應地球站的業務發展。根據其它相關資料，下表2-1-2給出了三種類型HPA的典型參數供參考。

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

選用的HPA 設備應保證能給出所用載波的額定EIRP值，并留有調節余量。根據近、遠期的業務需求，確定HPA 設備的配置，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，應在天線下方設置射頻機房，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、技術要求

對于高功率放大器技術要求，YD/T 2473《衛星通信地球站設備 高功率放大器技術要求》做出了專門的規定，包括環境條件、電氣性能、機械結構、安全要求、電磁兼容等內容；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容的請查閱下附件2。

附件 2：YD/T 2473-2013《衛星通信地球站設備 高功率放大器技術要求》

3、驗收測試要求

根據YD/T 5017《國內衛星通信地球站設備安裝工程驗收規范》標準要求，對于配置的HPA驗收測試時應符合下表2-3中的規定，且HPA輸出頻譜應滿足下圖2-3-1（QPSK）和2-3-2（8PSK）的要求。

表 2-3：衛星地球站配置的高功率放大器（HPA）應滿足的驗收測試指標要求

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

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

4、星上HPA要求

另外，根據其它相關資料：在要求衛星大功率輸出時，衛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，廣泛應用的是GaAs固態功率放大器（SSPA）。星上TWTA和SSPA器件的典型參數可參見下表2-4。

表2-4：衛星上TWTA和SSPA器件的典型特性值

三、低噪聲放大器（LNA）

1、配置要求

應根據地球站類型、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因數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，將會增加建設投資，因此，在選擇低噪聲放大器時，應根據天線性能，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。

根據其它相關資料，在地球站接收系統中，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、技術要求

對于低噪聲放大器技術要求，我國通信行業標準YD/T 2472《衛星通信地球站設備 低噪聲放大器技術要求》做出了專門的規定，包括環境條件、電氣性能、機械結構、安全要求、電磁兼容等內容；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容的請查閱下附件3。

附件 3：YD/T 2472-2013《衛星通信地球站設備 低噪聲放大器技術要求》

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另外，根據地球站接收容量和發展要求，應選擇安裝容易、維護方便、性能穩定的低噪聲放大器（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。當地球站僅接收一種極化波時，一般配置一套1 : 1 的LNA 系統，即一套主用，一套備用；而當地球站同時接收兩種極化波（即同時接收左右旋極化波或正交線極化波）時，就需要設置一套2 : 1 的LNA 系統，即兩套主用，一套備用。

3、驗收測試有要求

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

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