نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسنده

استادیار ، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

چکیده

ماهوارة مخابراتی یک ماهوارة مصنوعی است که سیگنال ارتباطات رادیویی را از طریق یک فرستنده تقویت و بازپخش می­کند. این ماهواره‌ها معمولاً از این قسمت­ها تشکیل شده‌اند: 1) زیر سیستم مخابراتی شامل ترنسپوندر، آنتن و سیستم سوئیچینگ، 2) موتورهایی جهت قرار دادن ماهواره در مدار دلخواه، 3) زیرسیستم پایدارساز جهت تثبیت حرکت ماهواره در مدار اصلی خود، 4) زیر سیستم تغذیة ماهواره و 5) زیر سیستم فرمان و کنترل. بحث در مورد مقایسة لامپ­های ماکروویو (TWTA) و تقویت‌کننده‌های حالت جامد (SSPA) از نظر قابلیت اطمینان برای استفاده در ماهواره سابقه­ای طولانی دارد. مطالعات بسیاری در مورد مقایسة بین SSPAها و TWTAها انجام شده است که اساس همة آن­ها داده­های حاصل شده از تست عمر ترانزیستور بر روی زمین برای SSPAها است. دلیل آن فقدان داده­های آماری هنگام کار در مدار است. در این مقاله ضمن انجام مطالعه­ای آماری بر روی عملکرد مداری ماهواره، مقایسه­ای کاربردی با هدف انتخاب ساختار مناسب­تر برای تقویت‌کننده ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Selecting the Microwave Amplifier for the Satellite Application

نویسنده [English]

  • Mehdi Alemi Rostami

Assistant Professor. Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology، Tehran، Iran

چکیده [English]

A communications satellite is an artificial satellite that relays and amplifies radio telecommunications signals via a transponder; it creates a communication channel between a source transmitter and a receiver on different locations on Earth. Communications satellites are used for television, telephone, radio, internet, and military applications. Communications satellites are usually composed of the following subsystems:1) Communication payload, normally composed of transponders, antennas, and switching systems; 2)Engines used to bring the satellite to its desired orbit; 3)Station keeping tracking and stabilization subsystem used to keep the satellite in the right orbit;4)Power subsystem, used to power the satellite systems, normally composed of solar cells; and 5)Command and control subsystem. There has been longstanding debate regarding the comparative reliability of solid-state power amplifiers (SSPAs) versus traveling wave tube amplifiers (TWTAs) for the satellite downlink. Many trade studies on comparing SSPAs and TWTAs rely on transistor device life test data on the ground for SSPAs due to the lack of statistically significant data on orbit. It is expected that the current on-orbit statistics in the industry shed relevant light on the debate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • SSPA
  • On-orbit Reliability
  • Traveling Wave Tube Amplifiers (TWTA)
[1] Komm, D. S., R. T. Benton, H. C. Limburg, W. L. Menninger and X. Zhai, “Advances in Space TWT Efficiencies,” IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 48, No. 1, 2001, pp. 174–176.
[2] Weekley, J. M. and B. J. Mangus, “A Comparison of on-Orbit Reliability Data,” IEEE International Vacuum Electronics Conference, 2004, p. 263.
[3] Available, [Online]: Data Collected from The Satellite Encyclopedia http://www.tbs-satellite. com/tse/online/
[4] Petillo, J. and et al., “The MICHELLE Three-Dimensional Electron Gun and Collector Modeling Tool: Theory and Design,” IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 30, No. 3, 2003, pp. 1238–1264.
[5] Doshi, R. J., D. Ghodgaonkar, D. K. Singh, P. S. Bhardhwaj and D.K. Das, “Compensation Technique to Improve the Reliability of SSPA for Space Applications,” 9th International Conference on Industrial and Information Systems (ICIIS), Gwalior, 2014, pp. 1-4.
[6] Nicol, E. F., B. J. Mangus, J. R. Grebliunas, K. Woolrich and J. R. Schirmer, “TWTA Versus SSPA: A Comparison Update of the Boeing Satellite Fleet on-Orbit Reliability,” IEEE 14th International Vacuum Electronics Conference (IVEC), Paris, 2013, pp. 1-2.
[7] Dong Ge and Hu Boxiong, “Methods to Improve the Phase Stability of High-Power TWTA,” IEEE International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), Beijing, 2016, pp. 150-152.
[8] Nicol, E.F., J. Robison, R. Ortland, A. Ayala and G.S. Saechao, “TWTA On-Orbit Reliability for Space Systems Loral Satellite Fleet,” IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC), Monterey, CA, 2016, pp. 1-2.
[9] Robbins, N. R., W. L. Menninger, Xiaoling Zhai and D. E. Lewis, “Space Qualified, 150–300-Watt K-Band TWTA,” IEEE International Vacuum Electronics Conference (IVEC), Monterey, CA, 2016, pp. 1-2.