??在衛星通信的通信程序中，矩陣開關與多路耦合器作為信號傳輸分配的關鍵一環不可或缺，那么如何選取矩陣開關和多路耦合器呢？或者說我們怎么通過它們的性能引數判斷它們的優劣呢？本文會給你一個答案，

1、扇入/扇出

??在軟體設計中，扇入/扇出分別是指：

• 扇入：單個邏輯門能夠接受的數字信號輸入最大量，在軟體設計中是指直接呼叫該模塊的上級模塊的個數
• 扇出：單個邏輯門能夠驅動的數字信號輸入最大量，在軟體設計中是指該模塊直接呼叫的下級模塊的個數

??而在衛星通信中則存在不同，以 虹科Novotronik矩陣開關 為例，扇入矩陣開關與扇出矩陣開關對應兩種結構不同的矩陣開關，分別應用于衛星通信的下行鏈路(Downlink)之后的信號接收部分與上行鏈路(Uplink)之前的信號發射部分，分別用于對應該矩陣開關適用頻率范圍內的集中統一接收傳輸與集中統一分配傳輸，

??而與軟體設計中扇入/扇出類似對應的則是阻塞/非阻塞，在 虹科Novotronik矩陣開關 中，阻塞意味著1個輸入埠只能傳輸信號至1個輸出埠；而非阻塞指1個輸入埠可傳輸信號至所有輸出埠，
??阻塞/非阻塞與同步/異步有什么區別呢？根據《作業系統概念》（第9版）通信相關部分中的相關解釋，阻塞/非阻塞與同步/異步是同義詞，對于 虹科Novotronik矩陣開關 而言可以進行類似地理解，它們對應的解釋如下：

• 阻塞式發送（Blocking send）：發送方行程會被一直阻塞，直到訊息被接受方行程收到
• 非阻塞式發送（Nonblocking send）：發送方行程呼叫 send() 后，立即就可以其他操作
• 阻塞式接收（Blocking receive）：接收方呼叫 receive() 后一直阻塞，直到訊息到達可用
• 非阻塞式接收（Nonblocking receive）：接收方呼叫 receive()
  函式后，要么得到一個有效的結果，要么得到一個空值，即不會被阻塞

2、頻率范圍

??在衛星通信中，衛星和地面的互動會涉及不同的波段，如L波段（1-2GHz）、S波段（2-4GHz）、C波段（4-8GHz）、Ku波段（12-18GHz）、Ka波段（26.5-40GHz）等，每個波段或者不同波段可對應1個或多個矩陣開關或多路耦合器，不同的頻率在 虹科Novoreonik矩陣開關 中分別通過功率合成器和信號功率分配器在扇入/扇出進行傳輸，可大體分為有損/無損方式傳輸，

3、增益

（1）什么是增益？

??一般指的是放大倍數，指輸出信號與輸入信號之間的比例關系，常與放大器相關聯，天線增益則是指在特定方向上能量的集中程度，矩陣開關的增益有什么作用呢？一般是為了無損地輸出信號，對于 虹科Novotronik非阻塞矩陣開關 而言，1個信號輸入埠需要將信號傳輸到所有的輸出埠，在傳輸到各個輸出埠的程序中能量不可避免地會降低，要使信號能量能夠與輸入埠保持一致進行無損傳輸或增加，會通過放大器等部件對信號進行調整，故而產生增益，

（2）可調增益與固定增益

??顧名思義，增益可調，即可調增益，一般有兩種情況：MGC和AGC，MGC稱為手動增益控制，控制電位器或CPU調整電路的增益，AGC稱為自動增益控制，根據輸出電平的大小自動調整電路增益，增益10dB可調是指增益允許調整的范圍，
??固定增益，即增益不可調，輸出信號與輸入信號的比例關系是固定不變的，

4、平坦度

??對于 虹科Novotronik矩陣開關&多路耦合器 而言，一般平坦度指的是帶內平坦度，即帶內信號各頻率點相對于中心頻率的幅度變化量，

??帶內平坦度指標一直被用來作為衡量發射鏈路中線性失真的重要指標，這是因為不管放大電路和各級模擬濾波器的頻率選擇性，還是整個發射鏈路中各個器件之間連接的阻抗不匹配，都是影響輸出信號帶內平坦度的直接原因，對于輸出而言，平坦度越高意味著信號幅度變化越大，信號穩定性越差，國標中定義對帶內平坦度的要求是在偏離中心頻率+/-3.59MHz的帶內平坦度差不大于+/-0.5dB，

5、二階/三階截點和交調

（1）什么是截點？

??固態放大器通常使用晶體管如二極管或場效應管來實作放大，雖然這些晶體管一般被用于線性作業模式，但是仍然存在非線性的現象，如互調產物及諧波，并以虛假信號的形式出現在輸出端，在單音調情況下，虛假信號表現為輸入信號的多次諧波，在雙音調情況下，虛假信號就是兩個輸入信號f1和f2的混合產物，最普遍的是二階和三階互調產物，

• 二階互調產物是輸入信號頻率相加和相減后的頻率上的信號（最大）
• 三階互調產物是由基波信號和其二次諧波結合的形成的

（2）什么會導致產生二階/三階截點和交調呢？

??一般射頻器件的接觸不好、器件老化，都可能引起器件的非線性，交調從字面上理解就是相互（兩個及兩個以上）影響，交調產物就是互相影響的產物，兩個或兩個以上頻率的無線電波在非線性射頻器件中傳播時，或者在空中傳播碰上金屬物體的時候，可能產生其他頻率的交調干擾信號，

（3）截點和交調有什么物理意義？

??三階交調是三階交調截取點IP3（Third-order Intercept Point）的簡稱，在射頻或微波多載波通訊系統中，三階交調截取點IP3（Third-order Intercept Point）是一個衡量線性度或失真的重要指標，
??交調干擾信號有三階、五階、七階或者更多階的分量，但是三階交調分量最大，三階交調是用來衡量射頻器件非線性的重要指標，其大小用交調產物與主輸出信號的比來表示，單位是dBc，在選擇射頻器件時，三階交調指標的絕對值越大越好，其值越大，說明交調產物相對主信號來說越小，對系統的干擾影響越小，
??交調失真對模擬微波通信來說，會產生鄰近信道的串擾，對數字微波通信來說，會降低系統的頻譜利用率，并使誤碼率惡化；因此容量越大的系統，要求IP3越高，IP3越高表示線性度越好和更少的失真，

6、1dB壓縮點

（1）什么是1dB壓縮點？有什么物理意義？

??放大器有一個線性動態范圍，在這個范圍內，放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加，隨著輸入功率的繼續增加，放大器進入非線性區，其輸出功率不再隨輸入功率的增加而線性增加，也就是說，其輸出功率低于小信號增益所預計的值，通常把增益下降到比線性增益低1dB時的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點，用P1dB表示，典型情況下，當功率超過P1dB時，增益將迅速下降并達到一個最大的或完全飽和的輸出功率，其值比P1dB大3-4dB，

（2）如何根據數值判斷其性能？

??1dB壓縮點越高意味著輸出功率越高，信號的線性范圍越寬，可靠性更強，

7、隔離度

??隔離度是為了盡量減少各種干擾對接識訓的影響所采取的抑制干擾措施，對于 虹科Novotronik矩陣開關&多路耦合器 而言一般指的是輸出埠與輸出埠，輸出埠與輸入埠之間的隔離度，其數值越大越好，表示互相之間的干擾越小，

8、串擾

??串擾是兩條信號線之間的耦合、信號線之間的互感和互容引起線上的噪聲，容性耦合引發耦合電流，而感性耦合引發耦合電壓， 串擾是指一個信號在傳輸通道上傳輸時，因電磁耦合而對相鄰的傳輸線產生不期望的影響，在被干擾信號表現為被注入了一定的耦合電壓和耦合電流，耦合長度、間距變化、防護底線、防護過孔都會對串擾產生影響，一般有近端、遠端、外部、質譜串擾，
??對于 虹科Novotronik矩陣開關&多路耦合器 而言，一般是指抗串擾度，其值越高表示串擾顯現越微弱，產品受影響程度越低，

9、駐波比

??連接器和開關信號路徑對于理想50 ?（或75Ω）傳輸線匹配的良好程度，駐波比（VSWR）越大，反射越大，匹配越差，信號傳輸的效率越低，其值越接近1越好，在駐波比為1.5的時候，反射率為4%；1.1的時候，反射率為0.23%，

10、繼電器

??繼電器（relay）是一種電控制器件，是當輸入量（激勵量）的變化達到規定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器，它具有控制系統（又稱輸入回路）和被控制系統（又稱輸出回路）之間的互動關系，通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”，故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用，
??繼電器一般都有能反映一定輸入變數（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應機構（輸入部分）；有能對被控電路實作“通”、“斷”控制的執行機構（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對輸入量進行耦合隔離，功能處理和對輸出部分進行驅動的中間機構（驅動部分），

關于虹科衛星通信與無線電事業部

??虹科憑借其先進的測驗測量方案十年前已經進入衛星測驗領域，近幾年來，虹科與世界領域內頂級專家【SAF, ThinkRF,Rover Insutrument，Progira, Novotronik, Elite RF, Calian SED】等深度合作，正式大規模進入衛星與無線電通信領域，提供的方案包括【頻譜分析與射頻測驗解決方案，衛星通信信號分析與地面信號分配方案，射頻矩陣開關系統，廣播網路規劃方案】等，事業部所有成員都受過國內外專業培訓，并獲得專業資格認證，平均4年+的技術經驗和水平一致贏得客戶極好口碑，我們的用戶群體包括【衛星地面站系統集成商，無線電監測與偵察機構，資訊情報機構，技術監視對抗機構，電信網路運營商，廣播公司】，
??此外，我們積極參與行業協會的作業，為推廣先進技術的普及做出了重要貢獻，至今，我們的目標是為領域內更智能的衛星運營商和服務提供商提供業內頂尖水平的衛星通信載波監控、VSAT自動除錯、干擾監測與定位等解決方案，為中國衛星與無線電通信事業貢獻力量，使其成長為衛星通信行業的最佳合作伙伴，

聯系我們

廣州虹科電子科技有限公司 (Hongke Technology Co.,Ltd.)
博客 | 視頻 | 微博 | 知乎 | 領英
微信公眾號: HongkeWireless
電話：400-999-3848 郵箱：[email protected]
網站：www.hongsat.com 更多案例和技術文章