tverdotelnye-usiliteli-moshchnosti-serii-nra-2000-co-proizvodstva-kompanii-paradise-datacom-rukovodstvo-po-ekspluatatsii-moskva-2004-g
реклама
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ СЕРИИ НРА-2000-CO производства компании Paradise Datacom РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ Москва 2004 г. Compact Outdoor SSPA 3 Формат А4 ПРЕДИСЛОВИЕ При разработке данного документа за основу было принято руководство по эксплуатации малогабаритных твердотельных усилителей мощности (Compact Outdoor Solid State Power Amplifier. Operation Manual) производства фирмы Paradise Datacom. Он содержит наиболее важные сведения, касающиеся работы и принципов управления указанных устройств. Однако, настоящее руководство по эксплуатации не являясь дословным переводом инструкции на английском языке, в то же время содержит все без исключения сведения, необходимые пользователю для правильного понимания принципов работы усилителей мощности, их устройства и способов установки и изменения параметров, а также использования средств контроля за состоянием усилителей. Compact Outdoor SSPA 4 Формат А4 СОДЕРЖАНИЕ 1 Введение............................................................................................................... 6 2 Соблюдение правил безопасности.................................................................. 5 2.1 Общие меры безопасности ......................................................................... 5 2.2 Соблюдение правил электробезопасности................................................ 5 2.3 Соблюдение правил безопасности при работе с СВЧ .............................. 6 3 Общее описание .................................................................................................. 6 3.1 Основные характеристики ........................................................................... 6 3.2. Распаковка................................................................................................... 7 3.3 Электропитание............................................................................................ 7 3.4 Конструкция и принципы функционирования............................................. 8 4.4.1 Высокочастотный вход ....................................................................... 8 3.4.2 Разъем дистанционного управления................................................. 9 3.4.2.1 Блокировка выхода ............................................................... 12 3.4.2.2 Общая авария усилителя ..................................................... 13 3.4.2.3 Дополнительная авария ....................................................... 13 3.4.2.4 Аварии по схеме с открытым коллектором ......................... 13 3.4.2.5 Детектор выходной мощности ............................................. 14 3.4.2.6 Регулировка коэффициента усиления ................................ 14 3.4.2.7 Последовательная линия дистанционного управления..... 15 3.4.3 Порт резервирования ....................................................................... 15 3.4.4 Порт связи с волноводным переключателем ................................. 15 3.4.5 Сетевой разъем ................................................................................ 16 3.4.6 Измерительный выход мощности.................................................... 16 3.4.7 Выход мощности ............................................................................... 16 3.4.8 Воздушное охлаждение.................................................................... 17 3.4.9 Защитное заземление ...................................................................... 17 4 Принцип действия............................................................................................. 18 4.1 Преобразователь переменного напряжения............................................ 18 4.2 Преобразователь постоянного напряжения............................................. 20 4.3 Модуль твердотельного усилителя мощности......................................... 20 4.4 Преобразователь питания системы охлаждения .................................... 21 4.5 Система охлаждения ................................................................................. 21 Compact Outdoor SSPA 5 Формат А4 5 Принцип действия усилителя L-диапазона .................................................. 21 5.1 Функциональная схема .............................................................................. 21 5.2 Параметры внутреннего опорного генератора ........................................ 22 5.3 Управление по последовательной линии связи ...................................... 24 5.4 Схема соединения оборудования............................................................. 25 5.5 Кабельные соединения по промежуточной частоте................................ 25 6 Резервированная система усилителей 1:1................................................... 27 6.1 Общие положения...................................................................................... 27 6.2 Схемы построения систем резервирования ............................................ 27 6.3 Принцип построения системы резервирования....................................... 29 7 Управление усилителем с персонального компьютера ............................ 32 7.1 Общие положения...................................................................................... 32 7.2 Подключение компьютера ......................................................................... 33 7.3 Контроль состояния усилителя (SSPA Operation) .................................. 35 7.4 Установки усилителя (SSPA Settings) ..................................................... 40 7.5 Установки компьютера (РС Settings) ....................................................... 43 7.6 Управление резервированной системой усилителей.............................. 46 8 Техническое обслуживание............................................................................. 49 8.1 Контроль состояния системы воздушного охлаждения .......................... 49 8.2 Демонтаж системы воздушного охлаждения ........................................... 49 Приложение 1. СПЕЦИФИКАЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ С-ДИАПАЗОНА ................... 51 Приложение 2. СПЕЦИФИКАЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ KU-ДИАПАЗОНА ................ 53 Приложение 3. Перечень сокращений и обозначений ................................... 55 Compact Outdoor SSPA 6 Формат А4 1 Введение В настоящем руководстве по эксплуатации представлены описание, принцип работы малогабаритных твердотельных усилителей мощности производства компании Paradise DataCom, а также способов управления усилителями серии НРА-2000-СО. Совокупность данных усилителей мощности была разработана и выпускается как линейка очень надежных, универсальных устройств, пригодных для всех случаев применения усилителей наружного исполнения. Небольшие размеры и вес представляемых усилителей мощности позволяет использовать их в самом широком спектре возможных применений, в том числе и в тех случаях, когда малые размеры и вес усилителей имеют решающее значение для монтажа подобных устройств в подзеркальных модулях антенных систем, в том числе и на антеннах малого диаметра. 2. Соблюдение правил безопасности 2.1 Общие меры безопасности Следует иметь ввиду, что усилитель мощности является потенциальным источником нанесения вреда здоровью обслуживающего персонала при условии несоблюдения определенных мер безопасности при работе с данным устройством. Для безопасного обслуживания блока пользователь должен строго следовать всем указаниям по соблюдению мер безопасности, представленными в данном руководстве. Кроме того, пользователь ни в коем случае не должен нарушать предостерегающих надписей, изображенных на крышках блока. 2.2 Соблюдение правил электробезопасности Электронные схемы, расположенные внутри блока, могут обслуживаться только квалифицированным персоналом. В блоке питания усилителя вырабатываются напряжения до 300 В постоянного тока. Следует соблюдать крайнюю осторожность при работе с устройством, в котором имеются такие высокие напряжения. Рекомендуется ни при каких обстоятельствах не производить никаких операций внутри блока, когда на него подано напряжение питания. Compact Outdoor SSPA 7 Формат А4 2.3 Соблюдение правил безопасности при работе с СВЧ Действие сверхвысокочастотных излучений может явиться причиной поражения сетчатки глаз и ожогов кожи. Длительное воздействие СВЧ излучения значительного уровня может вызвать различные заболевания. Поэтому при работе с радиочастотными устройствами следует соблюдать следующие предосторожности: – всегда нагружать высокочастотный вход и выходной порт усилителя (как волноводный, так и коаксиальный) перед подачей напряжения питания; – ни в коем случае не заглядывать в открытый конец волноводного выхода; – соблюдать определенную дистанцию до источника СВЧ мощности в соответствии с рекомендациями, представленными в документах по санитарным нормам, с тем, чтобы не превысить допустимый уровень интенсивности электромагнитного излучения; – в тех случаях, когда требуемое расстояние до источника электромагнитного излучения выдержать по каким-либо причинам не представляется возможным, необходимо использовать экраны, предохраняющие от электромагнитного поля. 3 Общее описание 3.1 Основные характеристики Усилители данной серии имеют следующие характерные особенности: – малые габариты. Все усилители имеют размеры не более 254х495х165 мм; – небольшой вес, не превышающий 16,5 кг; – источники питания с автоматической коррекцией фактора мощности; – регулировку усиления по радиочастоте в пределах от 55 до 75 дБ с шагом 0,1 дБ; – детекторы выходной мощности; – калиброванный измерительный выход мощности на передачу; – возможность резервирования по принципу 1:1 без каких-либо дополнительных устройств; – возможность работы по входу в L-диапазоне (опционно); Compact Outdoor SSPA 8 Формат А4 – наличие порта дистанционного управления (по стыку RS-232 или RS-485) для дистанционного управления и контроля; – возможность дистанционного управления и контроля с использованием персонального компьютера с использованием оперативной системы Windows. 3.2. Распаковка После получения груза следует произвести проверку его сохранности. Вопервых, необходимо убедиться, что транспортная тара не имеет повреждений. В противном случае необходимо составить рекламационный акт, предъявляемый транспортной компании. При визуальной проверке необходимо убедиться, что комплект поставки соответствует упаковочному листу и блок не имеет видимых повреждений. В противном случае, необходимо предъявить претензии фирме-поставщику. 3.3 Электропитание Для электропитания усилителя используется двухфазное напряжение переменного тока. Схема подачи электропитания является универсальной с автоматическим определением параметров электросети. Для усилителей мощности до 100 Вт С-диапазона и до 70 Вт Ku-диапазона напряжение питания составляет 90 – 265 В с частотой 47 – 63 Гц. Для усилителей большей мощности: 180 – 265 В с частотой 47 – 63 Гц. Мощность потребления усилителей мощности в зависимости от выходной мощности представлена в таблице 3.2. Опционно малогабаритные усилители мощности серии НРА-2000-СО могут комплектоваться блоками питания постоянного напряжения с номинальным напряжением 48 В. Compact Outdoor SSPA 9 Формат А4 Таблица 3.2 Модель HPAC-2030А-СО HPAC-2040А-СО HPAC-2050А-СО HPAC-2075А-СО HPAC-2100А-СО HPAC-2140А-СО HPAC-2200А-СО HPAC-2250А-СО HPAK-2010А-СО HPAK-2020А-СО HPAK-2025А-СО HPAK-2035А-СО HPAK-2040А-СО HPAK-2050А-СО HPAK-2070А-СО HPAK-2100А-СО HPAK-2125А-СО Выходная мощность: Рнасыщения / Р1дБ, дБмВт С-диапазон 45,0/44,8 46,0/45,8 47,0/46,8 48,8/48,5 50,0/49,5 51,5/51,2 53,0/52,3 53,9/53,0 Ku-диапазон 40,0/39,0 43,0/42,0 44,0/43,0 45,5/45,5 46,0/45,0 47,0/46,0 48,5/47,5 50,0/49,0 51,5/50,0 Напряжение питания, В Мощность потребления, Вт 90 – 265 90 – 265 90 – 265 90 – 265 90 – 265 180 – 265 180 – 265 180 – 265 230 300 450 550 700 870 1200 1500 90 – 265 90 – 265 90 – 265 90 – 265 90 – 265 90 – 265 90 – 265 180 – 265 180 – 265 170 300 350 450 550 680 750 1350 1650 3.4 Конструкция и принципы функционирования На лицевой части усилителя располагаются разъемы высокочастотного входа, порта дистанционного управления, а также разъемы порта связи с волноводным переключателем и внешней линии связи со вторым усилителем мощности, когда они работают в составе резервированной системы по принципу 1:1. На задней стенке расположен волноводный выход мощности. На нижней части располагаются два вентилятора воздушного охлаждения, калиброванный выход ВЧ и разъем выхода постоянного напряжения 15 В. Внешний вид усилителей мощности серии НРА-2000-СО с указанием конструктивных элементов, а также высокочастотных и низкочастотных соединителей и представлен на рисунке 3.1. 3.4.1 Высокочастотный вход Вход ВЧ предназначен для подачи сигналов промежуточной частоты (70 МГц или L-диапазона в зависимости от поставки конкретного усилителя). Разъем входа ВЧ является розеткой N-типа. Compact Outdoor SSPA 10 Формат А4 Номинальный уровень входного сигнала зависит от коэффициента усиления блока. Максимальный коэффициент усиления составляет 75 дБ. Таким образом, для усилителя с номинальной выходной мощностью насыщения 200 В, т. е. 53 дБмВт, номинальный входной уровень составит: Рвх = Рнасыщ – Кусил = 53дБмВт – 75 дБ= – 22 дБмВт Предостережение! Для предотвращения возможности повреждения усилителя максимально допустимый уровень входного сигнала не должен составлять более + 15 дБмВт. 3.4.2 Разъем дистанционного управления Данный разъем используется, прежде всего, для подачи сигналов управления блоком усилителя мощности, а также для отображения нормальных или аварийных состояний усилителя. В качестве соединителя используется 32-контактная розетка типа MS3116F18-32S. Для организации линии дистанционного управления используется либо кабельная перемычка, входящая в комплект поставки усилителя, либо кабель из 18 витых пар и 32-контактная вилка MS3116F18-32Р, также входящие в комплект поставки. Описание контактов данного разъема управления представлено в таблице 3.1. Compact Outdoor SSPA 11 Формат А4 +15 VDC OUT Выходпостоянного напряжения 15 В Сетевой разъем Болтзаземления Compact Outdoor SSPA Портрезервирования Дистанционноеупр авление Порт связи с волноводным пер еключателем Калиброванныйвыход Вентиляторы воздушногоохл аждения 1. Вид снизу AC IN SAMPLE LINK SWITCH 3. Вид спереди M &C д RF IN Выход мощности д R F OU T Рисунок 3.1. 12 Формат А4 Вход ВЧ Таблица 3.1 Контакт Функция Описание B Блокировка выхода Замыкание на землю P Дополнительный вход Замыкание на землю Общая авария Контакты реле Общая авария Контакты реле L a b N Z M Назначение Примечание Дистанционное выключение постоянного напряжения Управление дополнительным реле Авария при замыкании Общий контакт Авария при размыкании Авария при замыкании Общий контакт Авария при размыкании Для разрешения выходной мощности этот контакт должен быть замкнут на землю (контакты V или d) Эта функция используется при работе в составе резервированной системы Общая авария Дополнительная авария Схема с отАвария по крытым колнапряжению Авария по току лектором Авария по температуре Авария резервирования Высокое сопротивление соответствует аварийному состоянию R Детектор выходной мощности Аналоговый выходной сигнал Относительная индикация уровня выходной мощности A Вход регулировки мощности Аналоговый входной сигнал Регулировка выходной мощности усилителя F Авария ПрЧ вверх Схема с открытым коллектором D Выбор протокола дистанционного управления E Выход сигнала Последовадистанционнотельный порт го управления W G H J X S Замыкание на землю Высокое сопротивление соответствует аварийному состоянию Выбор протокола последовательного порта дистанционного управления Выход сигнала по протоколу RS-232 или сигнал ТХ - по протоколу RS485 L-a: нормально разомкнутые контакты; a-b: нормально замкнутые контакты N-Z: нормально разомкнутые контакты; Z-M: нормально замкнутые контакты Требуется соединение с внешними исполнительными схемами Напряжение, равное +4,0 В постоянного напряжения соответствует мощности насыщения Напряжение, равное +2,5 В постоянного напряжения соответствует коэффициенту усиления 75 дБ, +0,5 В – 55 дБ Требуется соединение с внешними исполнительными схемами По умолчанию установлен протокол RS-485. Для установки протокола RS-232 необходимо соединить контакт с землей (контакт V) Скорость обмена по порту дистанционного управления по умолчанию составляет 9 600 бит/c Compact Outdoor SSPA 13 Формат А4 Контакт F T U V d J е Функция Описание Вход сигнала Последовадистанционнотельный порт го управления Выход сигнала дистанционного управления Вход сигнала дистанционного управления Последовательный порт Последовательный порт Назначение Примечание Вход сигнала по протоколу RS-232 или сигнал RX - по протоколу RS485 Выход сигнала ТХ+ по протоколу RS-485 Вход сигнала RX+ по протоколу RS-485 Земля Параметры порта дистанционного управления Замыкание на землю G K Y h C Выбор скорости обмена и протокола Резерв 3.4.2.1 Блокировка выхода Малогабаритные усилители мощности серии НРА-2000-СО не имеют тумблера или автоматического выключателя подачи напряжения питания. Таким образом, как только на разъем питания будет подано напряжение переменного тока, будет подано питание, как на контроллер управления, так и на все составные части усилителя. Оператор может сразу проконтролировать функционирование системы принудительного охлаждения. Однако питание на выходной усилитель может не подаваться до тех пор, пока контакт «В» разъема дистанционного управления соединен с земляным контактом. Для разрешения выходной мощности усилителя непосредственно при подаче переменного напряжения следует перемычкой соединить контакты «В» и «V» разъема дистанционного управления. 3.4.2.2 Общая авария усилителя Общая авария усилителя генерируется как на контактах реле по форме С, так и по схеме с открытым коллектором, что сделано для удобства пользователя. По Compact Outdoor SSPA 14 Формат А4 форме С активированное состояние контактов реле соответствует нормальному режиму работы. Противоположное состояние – аварийной ситуации. 3.4.2.3 Дополнительная авария Данная авария на контактах реле по форме С может по желанию пользователя сигнализировать о превалирующей аварии блока. Когда контакт сигнализации дополнительной аварии соединен с землей, то это соответствует активированному состоянию и нормальной работе. Когда данный контакт разорван, то это сигнализирует об аварийной ситуации. В качестве примера использования контакта дополнительной аварии может служить сигнализация аварии по напряжению, току или температуре по схеме с открытым коллектором при соединении контакта соответствующей аварии с контактом дополнительной аварии. Это позволит сигнализировать об аварии по току, напряжению или температуре одновременно при помощи контактов реле по форме С. 3.4.2.4 Аварии по схеме с открытым коллектором Выходы аварий по схеме с открытым коллектором требуют нагрузки на исполнительные устройства, каковыми в простейшем случае являются резисторы, за исключением того случая, когда такой выход соединяется с входом общей аварии на контактах реле. Они рассчитаны на ток до 20 мА при постоянном напряжении 30 В. Низкое сопротивление соответствует нормальному состоянию блока, высокое – аварийному состоянию. На контакты разъема дистанционного управления выведены следующие аварии: – общая авария. Она возникает, если любой из параметров – напряжение питания, ток потребления или температура внутри блока – отличается от допустимых значений; – авария по напряжению питания. Она возникает, когда какое-либо внутреннее номинальное значение напряжения не соответствует номинальному уровню; – авария по току потребления. Она возникает, когда номинальное значение тока потребления падает ниже допустимого уровня; Compact Outdoor SSPA 15 Формат А4 – авария по температуре. Активируется, когда температура внутри блока превышает +80°С. При достижении температуры +90°С происходит выключение постоянного напряжения усилителя; – авария преобразователя частоты вверх. Она возникает в случае отсутствия захвата в петле фазовой автоподстройки частоты внутреннего генератора. 3.4.2.5 Детектор выходной мощности На данный контакт разъема выведен аналоговый сигнал (постоянное напряжение), пропорциональный уровню выходной мощности. Максимальное напряжение, равное 4 В, соответствует мощности насыщения усилителя. Данное напряжение присутствует на соответствующем контакте при диапазоне изменения мощности до 20 дБ. 3.4.2.6 Регулировка коэффициента усиления Через порт дистанционного управления можно управлять коэффициентом усиления блока. Для этого на контакт «А» относительно земляного контакта необходимо подать постоянное напряжение. Подачей напряжения от 2.5 В до 0,5 В можно регулировать коэффициент усиления от 75 дБ до 55 дБ с шагом 0,1 дБ. Прикладываемое напряжение пропорционально коэффициенту усиления. Коэффициент усиления регулируется также через порт дистанционного управления с использованием терминала удаленного управления, например, персонального компьютера. По умолчанию в заводских условиях выставляется максимальный коэффициент усиления без его регулировки с использованием постоянного напряжения. Регулировка возможна только после соединения усилителя с персональным компьютером с использованием программного продукта, поставляемого вместе с блоком. Это позволяет исключить несанкционированное изменение коэффициента усиления из-за возможных случайно возникающих потенциалов на контактах разъема. 3.4.2.7 Последовательная линия дистанционного управления Для управления и контроля за состоянием усилителя можно использовать персональный компьютер через контакты последовательный линии связи. Для этого на Compact Outdoor SSPA 16 Формат А4 компьютере устанавливается программный продукт, входящий в комплект поставки блока. Продукт поставляется на компакт-диске и работает в операционной среде Windows версии не ниже 98. Для установки связи усилителя с компьютером могут быть использованы как протокол RS-485, так и RS-232. Контакты, на которые подаются сигналы обмена информацией через последовательную линию связи, описаны в таблице 3.1. Линия дистанционного управления с использованием связи по протоколу RS-232 работает устойчиво на расстояниях до 30 м, в противном случае рекомендуется использование протокола RS-485, позволяющего обеспечить связь на расстояниях до 1200 м. 3.4.3 Порт резервирования Этот порт является коммуникационным интерфейсом между двумя усилителями, работающими в составе резервированной системы по принципу 1:1. В качестве соединителя для данного порта используется 6-контактная розетка MS3116F8-6S. В случае поставки потребителю резервированной системы усилителей в комплект входит штатная кабельная перемычка, соединяющая два отдельных блока. 3.4.4 Порт связи с волноводным переключателем В случае работы усилителей в составе резервированной системы через этот порт каждый усилитель соединяется с волноводным переключателем для обеспечения коммутации в линию приоритетного, исправного или подключенного к выходу по желанию оператора блока. В качестве соединителя для данного порта используется 6-контактная розетка MS3116F8-6S. В случае поставки потребителю резервированной системы усилителей в комплект входят штатные кабельные перемычки для соединения усилителей с переключателем. 3.4.5 Сетевой разъем Для подачи переменного напряжения электропитания в усилителе используется 3-контактная вилка MS3102Е20-3Р. Ответная часть разъема – розетка MS3102Е203S входит в комплект поставки усилителя. Распайка контактов входного сетевого разъема представлена в таблице 3.2. Compact Outdoor SSPA 17 Формат А4 Таблица 3.2 Наименование A B C Назначение Фаза Защитное заземление Ноль 3.4.6 Измерительный выход мощности Этот выход используется для контроля уровня выходного сигнала. Разъем калиброванного выхода мощности расположен на нижней стенке блока. К нему можно подключить измерительные приборы для проведения контрольных проверок и тестовых испытаний усилителя. Выход имеет коэффициент ответвления равный 40 дБ. В качестве высокочастотного соединителя используется розетка N-типа. 3.4.7 Выход мощности Выходной сигнал с усилителя подается на вход передающей части антенной системы через волновод. Фланец волновода расположен на задней стенке. Для усилителей Кu-диапазона используется волновод типа WR-75, для усилителей С-диапазона – волновод типа CPR-137 с пазом для установки герметизирующей прокладки. На выходе мощности усилителя включен вентиль, который защищает выходные каскады от значительных уровней отраженной мощности в случае плохого согласования с трактом передачи. Перед подачей напряжения питания на усилитель мощности необходимо убедиться, что выходной волноводный фланец надежно соединен с входом на передачу облучающей системы антенны, т. к. несмотря на защиту от больших уровней отраженной мощности, через открытый конец волновода могут излучаться опасные для здоровья уровни СВЧ. Предостережение! Ни в коем случае нельзя заглядывать в открытый конец волновода. Compact Outdoor SSPA 18 Формат А4 3.4.8 Воздушное охлаждение Забор и выброс воздуха для охлаждения усилителя осуществляется на нижней стенке блока. Для забора воздуха используются два вентилятора, а для вывода теплого воздуха из внутренней части блока – два воздуховодных канала. Минимальный зазор между нижней стенкой усилителя и любой поверхностью на месте монтажа блока должен составлять 300 мм. Это необходимо, чтобы быть уверенным в том, нет никаких препятствий для циркуляции воздуха. 3.4.9 Защитное заземление Для соединения корпуса блока с контуром защитного заземления на лицевой стенке усилителя расположен болт диаметром 6 мм и длиной 20 мм. Compact Outdoor SSPA 19 Формат А4 4 Принцип действия Малогабаритные твердотельные усилители мощности серии НРА 2000-СО были разработаны как универсальные усилители СВЧ. Они приспособлены для самых разнообразных случаев применения и условий работы. Сердцем усилителя является многофункциональный модуль твердотельного усилителя мощности. Применение новейших технологий в области производства термоустойчивых компонентов позволяет обеспечить работу даже усилителей с большой выходной мощностью в условиях высоких температур окружающей среды (до 60°С) и 100% влажности. На рисунке 4.1. показана блок-схема твердотельного усилителя мощности. Как видно из этой схемы устройство состоит из следующих наиболее важных составных частей: – преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение; – устройства формирования различных напряжений постоянного тока; – модуля твердотельного усилителя мощности; – конвертора охлаждающей системы; – системы охлаждения, состоящей из вентиляторов и элементов отвода тепла. 4.1 Преобразователь переменного напряжения Входное напряжение переменного тока поступает на переключаемый модуль преобразования, который вырабатывает постоянное напряжение 300 В. В модуле предусмотрено автоопределение номинала входного напряжения, функция коррекции фактора мощности. Это обеспечивает широкий диапазон возможностей модуля и позволяет усилителю работать в самом широком спектре входных напряжений переменного тока, используемых во всем мире. На входе модуля преобразователя переменного напряжения используется фильтр, рассчитанный на токи большой мощности. Это позволяет свести до минимума продукты переходных процессов в сети. Compact Outdoor SSPA 20 Формат А4 Рисунок 4.1. Compact Outdoor SSPA 21 Формат А4 Вход питания Система отвода тепла Преобразователь переменного напряжения Преобразователь постоянногонапря жения системы охл аждения Преобразователь постоянного напряжения Модультвердотельного усилителя Вход ПЧ Линия резервирования Управление и контроль Контрольный выход СВЧ Выход СВЧ 4.2 Преобразователь постоянного напряжения Модуль преобразования постоянных напряжений является ключевой схемой преобразования постоянного напряжения 300 В в напряжение 12 В, которое является первичным напряжением источника большой силы тока для питания модуля усилителя мощности. 4.3 Модуль твердотельного усилителя мощности Модуль усилителя является уникальным, насыщенным оборудованием многофункциональным устройством. Он состоит не только из схем собственно усиления и обработки высокочастотного сигнала, но и микропроцессора, который осуществляет управление и контроль состояния блока. Плата подачи напряжений обеспечивает питанием схемы СВЧ, выполненные на полупроводниковых материалах из арсенида галлия. Самостоятельная плата микроконтроллера выполняет функции управления и контроля усилителя. Эта плата отвечает за следующие важные элементы работы усилителя: – осуществляет установку параметров и поддерживает работу последовательного порта дистанционного управления по протоколам RS-232 или RS-485; – обеспечивает аварийную сигнализацию по схеме с открытым коллектором или на сухих контактах реле (по форме С); – обеспечивает низкоскоростной канал измерения аналоговых параметров усилителя (тока потребления, отрицательного напряжения –5 В на затворе транзисторов, регулирующего напряжения на истоках транзисторов, напряжения блока питания усилителя, сигнала детектора выходной мощности, сигнала регулировки коэффициента усиления); – обеспечивает низкоскоростной канал температурной стабилизации коэффициента усиления, позволяющий поддерживать точность его установки с шагом 0,1 дБ; – обеспечивает работу высокоточного температурного датчика с разрешением не хуже 0,5 дБ. Compact Outdoor SSPA 22 Формат А4 4.4 Преобразователь питания системы охлаждения Преобразователь напряжения питания системы отвода тепла модуля усилителя является самостоятельным устройством, которое вырабатывает постоянное напряжение 24 В из напряжения 12 В. Это напряжение затем используется для питания двух вентиляторов охлаждающей системы. 4.5 Система охлаждения Система охлаждения малогабаритных усилителей мощности наружного исполнения является необходимой и важной составной частью оборудования СВЧ. Она представляет собой индивидуальную систему отвода тепла от всех составных частей блока, оптимизированную для большей эффективности с применением методов компьютерного моделирования. Высокая эффективность системы охлаждения, прежде всего, должна быть приспособлена для устройств не только с малым внутренним объемом, но и для которых важным требованием является снижение веса. В основе работы системы охлаждения лежит принцип принудительной конвекции, когда два вентилятора обеспечивают забор воздуха извне, и с помощью воздушных потоков воздуха осуществляется обдув по всему периметру внутреннего пространства. Скорость вращения вентиляторов составляет 150 об/мин., и система охлаждения создает разрежение воздуха, равное 76 мм ртутного столба. 5 Принцип действия усилителя L-диапазона 5.1 Функциональная схема Малогабаритные твердотельные усилители серии HPA 2000-CO по специальному заказу могут иметь в своем составе блок преобразователя частоты вверх, осуществляющего перенос сигналов L-диапазона на частоту С-диапазона или Kuдиапазона. Этот блок является типичным устройством техники СВЧ, имеющим крайне низкий уровень фазовых шумов и уровень побочных излучений. При этом блок практически не изменяет общий коэффициент усиления. Блок увеличивает общий вес усилителя примерно на 600 грамм. Compact Outdoor SSPA 23 Формат А4 Блок питается от постоянного напряжения +15 В, которое вырабатывается в плате преобразователя напряжения системы охлаждения. Блок представляет отдельный каскад, включенный на входе усилителя. Блок-схема усилителя с входом в L-диапазоне показана на рисунке 5.1. Внутренний гетеродин блока преобразования частоты работает по схеме с фазовой автоподстройкой частоты. Кроме того, в качестве источника высокостабильной опорного генератора может использоваться сигнал внешней частоты. Стандартным значением частоты внешнего генератора является частота 10 МГц. По желанию пользователя она может составлять 50 МГц. Номинальный входной уровень опорного генератора равен 0±5 дБмВт. Частоты внутреннего генератора блока преобразователя вверх в зависимости от диапазона рабочих частот усилителя представлены в таблице 5.1. Таблица 5.1 Входная частота 950 – 1525 МГц 950 – 1450 МГц 950 – 1700 МГц Выходная частота 5 850 – 6 425 МГц 14,00 – 14,50 ГГц 13,75 – 14,50 ГГц Частота внутреннего генератора 4,90 ГГц 13,05 ГГц 12,80 ГГц Следует иметь в виду, что если в соответствии с опционной поставкой усилителю требуется подача внешнего опорного генератора, то в его отсутствие схемой управления и контроля вырабатывается сигнал аварии блока преобразователя частоты вверх и выход передачи усилителя будет блокирован. Это необходимо для того, чтобы усилитель не являлся источником внеполосных или несанкционированных излучений. 5.2 Параметры внутреннего опорного генератора По умолчанию малогабаритные твердотельные усилители серии НРА 2000-СО поставляются с внутренним опорным кварцевым генератором. В этом случае на блок не требуется подавать сигнал внешней опорной частоты. Характеристики внутреннего генератора представлены в таблице 5.2. Compact Outdoor SSPA 24 Формат А4 Рисунок 5.1 Compact Outdoor SSPA 25 Формат А4 Вход L-ПЧ Линия управления Кварцевый генератор Устройство разделения Вход внешней опорной частоты Вентиль Полосовой фильтр Линия управления Смеситель Вентиль Выход СВЧ Модуль твердотель ного усилителя Таблица 5.3 Параметр Опорная частота Стабильность частоты Время прогрева Уровень фазовых шумов опорного генератора Регулировка частоты Уровень фазовых шумов внутреннего генератора Значение 10 МГц Не хуже ±1х10-8 при температуре от – 40°С до +60°С; ±1х10-8 в месяц; ±3х10-10 в день; ±5х10-8 в год 30 минут до точности установки ±1х10-8 – 105 дБн/Гц при отстройке от несущей на 10 Гц; – 135 дБн/Гц при отстройке от несущей на 100 Гц; – 145 дБн/Гц при отстройке от несущей на 1 кГц; – 150 дБн/Гц при отстройке от несущей на 10 кГц; Возможна на месте установки – 39 дБн/Гц при отстройке от несущей на 10 Гц; – 69 дБн/Гц при отстройке от несущей на 100 Гц; – 79 дБн/Гц при отстройке от несущей на 1 кГц; – 84 дБн/Гц при отстройке от несущей на 10 кГц В условиях эксплуатации блока возможна подстройка частоты опорного генератора без отправки его на завод-изготовитель. Для этого следует снять верхнюю крышку усилителя. При этом следует соблюдать чрезвычайную осторожность, так как внутри блока присутствуют напряжения переменного тока 220 В и постоянное напряжение 300 В. Элементы блока, которые находятся под указанными напряжениями, закрыты пластиковыми крышками и обозначены предостерегающими надписями. Для регулировки частоты необходимо подать напряжение питания, выждать в течение 30 минут для температурной стабилизации частоты. Подстройка осуществляется через отверстие, расположенное на стенке субблока, находящегося непосредственно под крышкой усилителя, с правой стороны при помощи отвертки с плоским узким жалом. 5.3 Управление по последовательной линии связи По специальному заказу усилители могут комплектоваться оборудованием для организации низкоскоростной линии связи по управлению и контролю блока. С помощью этой линии связи могут быть реализованы следующие возможности: – запрет или разрешение выхода мощностью; – измерение уровня выходной мощности; – контроль температуры внутри блока; Compact Outdoor SSPA 26 Формат А4 – отображение аварийного состояния блока (общая авария и авария схемы фазовой автоподстройки частоты опорного генератора преобразователя частоты вверх); – режим автоматического управления мощностью на передачу (AUPC); – автоматическая регулировка мощности на передачу; – контроль и управление в открытых сетях связи. Данная линия связи организуется с использованием частотно- манипулированного сигнала с центральной частотой 650 кГц, передаваемого по входному кабелю ПЧ L-диапазона. По этому же кабелю передается и сигнал внешнего опорного генератора. Оба этих сигнала выделяются в устройстве разделения блока преобразователя частоты вверх. 5.4 Схема соединения оборудования При работе малогабаритных усилителей серии НРА 2000-СО в L-диапазоне возможны две основные схемы соединения с каналообразующим оборудованием. Основной из них, безусловно, является схема, при которой в состав станции спутниковой связи входит спутниковый модем с выходом по ПЧ также в L-диапазоне. Подобная схема соединения представлена на рисунке 5.2. В том случае, когда в составе станции имеется модем с выходом стандартной ПЧ 70 МГц, необходимо использовать переносчик частоты с 70 МГц в L-диапазон. Такая схема представлена на рисунке 5.3. 5.5 Кабельные соединения по промежуточной частоте При работе в L-диапазоне следует большое внимание уделять кабельным соединениям по промежуточной частоте. При системном интегрировании следует учитывать потери сигнала в кабелях на частотах свыше 1000 МГц, изменение величины затухания в кабеле в сравнительно широком диапазоне используемых частот (от 950 до 1450 МГц), температурную зависимость потерь в кабеле, возможность наводок при некачественной заделке кабельных соединителей. Обобщенные характеристики некоторых широко применяемых кабелей представлены в таблице 5.3. Compact Outdoor SSPA 27 Формат А4 Спутниковый модем Усилитель мощности L-диапазон Дистанционное управление Рисунок 5.2 Спутниковый модем ПЧ 70 МГц Преобразователь частоты Усилитель мощности L-диапазон Дистанционное управление Рисунок 5.3 Compact Outdoor SSPA 28 Формат А4 Таблица 5.3 Тип кабеля/ характеристика Омическое сопротивление центральной жилы на каждые 30 м длины, Ом Внешний диаметр, мм Затухание на частоте 950 МГц на каждые 30 м длины, дБ Затухание на частоте 1450 МГц на каждые 30 м длины, дБ RG-214 Belden 8214 Belden 9913 1,7 1,2 0,9 10,8 10,2 10,2 7,8 6,8 4,2 11,3 9,2 5,6 Следует руководствоваться вышеуказанными соображениями при выборе типа высокочастотного кабеля для соединения модема с усилителем мощности. Также необходимо обращать внимание на то, чтобы тип разъема и заделка кабеля предотвращали возможность проникновения влаги в местах соединения кабельных перемычек с разъемами на блоке усилителя. 6 Резервированная система усилителей 1:1 6.1 Общие положения Малогабаритные твердотельные усилители мощности наружного исполнения серии НРА 2000-СО полностью приспособлены для работы в составе резервированных систем. Наиболее распространенной и часто применяемой является система резервирования по принципу 1:1, когда существует один основной блок и один резервный, полностью готовый к работе, но находящийся в дежурном режиме и способный заменить вышедший из строя блок в любой момент. Малогабаритные усилители серии НРА 2000-СО имеют в своем составе встроенную систему резервирования, позволяющую им работать в составе резервированной системы по принципу 1:1 без каких-либо внешних устройств. 6.2 Схемы построения систем резервирования Ниже представлены две наиболее распространенные схемы соединения оборудования при резервировании по принципу 1:1. На рисунке 6.1 показана стандартная классическая схема. Compact Outdoor SSPA 29 Формат А4 При таком построении системы резервирования входной сигнал промежуточной частоты подается на вход усилителя через коаксиальный переключатель. В свою очередь этот усилитель подключен к линии, т. е. к входу тракта передачи антенной системы, через волноводный переключатель. При использовании подобного подключения усилитель, находящийся в дежурном режиме, просто нагружен на 50оммное сопротивление по входу через коаксиальный переключатель и на волноводную нагрузку по выходу. При обнаружении аварии основного усилителя происходит переключение сигнала как по входу, так и по выходу. В линию включается резервный блок, а подключенный к нагрузкам по входу и выходу усилитель может быть без нарушения диаграммы уровней на передачу и без внесения несогласования в тракт передачи по входу отключен и отправлен в ремонт. На рисунке 6.2 показана схема, при которой сигнал на вход основного и резервного усилителей поступает одновременно через делитель сигнала. В этом случае резервный усилитель работает в штатном режиме, т. е. усиления сигнала, но его выходная мощность рассеивается на эквивалентной нагрузке. В данном случае, резервный усилитель находится под полным контролем. На средствах мониторинга отображается его выходная мощность, она же может быть измерена на контрольном калиброванном выходе. Однако при подобном построении схемы резервирования следует учитывать ряд обстоятельств, возникающих при работе усилителя по входу в L-диапазоне. При этом в состав усилителя включен блок преобразователя вверх, и в общем случае усилитель может работать в режиме с использованием внешнего опорного генератора. Таким образом, делитель сигнала по входу должен иметь частотный диапазон, достаточный для пропускания сигнала задающего внешнего генератора, имеющий частоту 10 МГц или 50 МГц. Кроме того, для случая опционной поставки, при которой используется внешняя опорная частота, применение схемы, представленной на рисунке 6.1, невозможно еще и по той причине, что при этом блок преобразователя частоты вверх требует на своем входе наличия сигнала внешнего задающего генератора. В противном случае в нем будет вырабатываться сигнал аварии, и реализация схемы резервирования станет невозможной. Compact Outdoor SSPA 30 Формат А4 Основной усилитель Выход мощност Вход ПЧ (70 МГц или L-диапазон) Резервный усилитель Рисунок 6.1 Основной усилитель Выход мощности Делитель Вход ПЧ (70 МГц или Lдиапазон) и внешнего опорного генератора Резервный усилитель Рисунок 6.2 Compact Outdoor SSPA 31 Формат А4 Таким образом, при реализации схем резервирования для случая усилителей, работающих в L-диапазоне, следует не только тщательно продумать схему построения системы резервирования, но и уделять внимание выбору делителей частоты. А именно, они должны пропускать как информационные сигналы в диапазоне частот от 950 МГц до 1450 МГц, так и сигнал опорного генератора на частоте 10 МГц или 50 МГц с уровнем не ниже –10 дБмВт. 6.3 Принцип построения системы резервирования Малогабаритные твердотельные усилители серии НРА 2000-СО идеально приспособлены для реализации схемы резервирования по принципу 1:1. Как уже отмечалось, каждый усилитель имеет встроенную схему резервирования, которая активируется с использованием программного продукта, поставляемого вместе с усилителями. Каждый усилитель может быть либо установлен как элемент резервированной системы, либо переконфигурирован для работы в составе резервированной системы. Для реализации схемы резервирования по принципу 1:1 требуется следующее установочное и коммуникационное оборудование: – платформа для монтажа двух усилителей с дополнительными конструктивными и функциональными элементами; – волноводный переключатель с деталями крепления; – делитель входного сигнала или коаксиальный переключатель; – волноводные элементы; – волноводная эквивалентная нагрузка высокой мощности; – комплект коаксиальных кабелей; – кабели для линии резервирования; – кабели связи с волноводным переключателем. Структурная схема резервированной системы усилителей по принципу 1:1 представлена на рисунке 6.3. Compact Outdoor SSPA 32 Формат А4 Рисунок 6.3 Compact Outdoor SSPA 33 Формат А4 ВходПЧ Последовательный порт персонального компьютера Резервный усилитель Делитель Последовательный порт персонального компьютера Основнойусилитель 5 3 2 2 3 5 E F d D v E F d D v B F A A B F Линия резервирования F C E F C E с b a Линия связи с волноводным переключателем Выход мощности Структура схемы крайне проста. Она предусматривает включение в свой состав кроме второго комплекта усилителей также волноводного переключателя с элементами коммутации (двумя волноводными секциями), двух кабелей управления (между двумя усилителями и кабеля меж ду усилителями и волноводным переключателем) и двух кабелей по высокой частоте (между коаксиальным переключателем или делителем частоты и входами усилителей). В свою очередь кабели управления чрезвычайно просты. Кабель между усилителями – это кабель перекрестной линии связи, состоящий из трех проводников. Кабель связи с волноводным переключателем – это кабель из двух параллельных кабелей, по которым передаются сигналы управления, представляющие из себя постоянное напряжение +28 В. По второму проводу передается сигнал отображения положения волноводного переключателя. Единственным требованием при подключении этих кабелей является соответствие управляющего кабеля волноводному входу переключателя. Это необходимо для того, чтобы выход основного либо резервного усилителя соответствовал корректному подключению в линию (в тракт передачи) или на эквивалентную нагрузку. Кроме того, для активизации схемы резервирования потребуется кабель связи с персональным компьютером по последовательному порту. Он включается в комплект поставки каждого усилителя. 7 Управление усилителем с персонального компьютера 7.1 Общие положения Основным средством управления малогабаритными твердотельными усилителями наружного исполнения серии НРА-2000А-СО является персональный компьютер, который соединяется с усилителем по последовательному порту с использованием протоколов RS-232 или RS-485. Каждый усилитель при поставке комплектуется соответствующим кабелем связи, который с одной стороны заканчивается 32-контактным разъемом для подключения к входу контроля и управления усилителя, а с другой стороны – 9-контактным разъемом для подключения к последовательному порту персонального компьютера. Compact Outdoor SSPA 34 Формат А4 7.2 Подключение компьютера Для установления связи между усилителем и компьютером по стыку RS-232 или RS-485 следует проделать следующую последовательность операций: – соединить последовательный порт компьютера с входом дистанционного управления и контроля усилителя при помощи комплектного кабеля связи; – установить программу управления малогабаритными твердотельными усилителями наружного исполнения с компакт-диска, входящего в комплект поставки усилителя; – запустить программу управления усилителями. При этом на экране появляется диалоговое окно, показанное на рисунке 7.1. Затем необходимо в меню File выбрать команду Add New SSPA (Добавить новый твердотельный усилитель). После этого на экране высвечивается следующее диалоговое окно – настройка адресации управляемого устройства и параметров последовательного порта дистанционного управления. Оно показано на рисунке 7.2. В данном меню выбирается порядковый номер последовательного порта и скорость обмена информацией. Затем необходимо подать питание на усилитель. После установления связи появляется меню контроля и управления усилителем. Данное меню состоит из следующих диалоговых окон: – состояние твердотельного усилителя (SSPA Operation); – установки усилителя (SSPA Settings); – установка параметров компьютера (PC Settings). Compact Outdoor SSPA 35 Формат А4 Рисинок 7.1. Рисинок 7.2. Compact Outdoor SSPA 36 Формат А4 7.3 Контроль состояния усилителя Окно состояния усилителя (SSPA Operation) представлено на рисунке 7.3. В левой части экрана расположены индикаторы параметров усилителя (Indicators). Каждый индикатор представляет из себя вертикальную или горизонтальную шкалу, по средней части которой перемещается окрашенный в красный цвет указатель, крайнее положение которого и соответствует значению параметра. В этой части меню индицируются следующие параметры: – температура внутри блока в градусах Цельсия (Temperature/Celsius). На вертикальной шкале с цифровым отсчетом этого индикатора фиксируется температура внутри корпуса усилителя. Как правило, температура на основной плате усилителя выше на 20 – 30 градусов температуры окружающей среды для усилителей большой мощности и на 15 – 20 градусов – для усилителей малой мощности; – напряжение на затворе транзисторов в вольтах (Gate Voltage/V). На этом индикаторе с горизонтальной шкалой отображается постоянное отрицательное напряжения на затворе СВЧ-транзисторов из арсенида галлия; – постоянное напряжение на выходе блока питания (Power Supply Voltage/V). На данном индикаторе с горизонтальной шкалой отображается постоянное напряжение 12 В на выходе преобразователя переменного напряжения в постоянное; – напряжение регулировки транзисторов (Regulator Voltage/V). Это индикатор постоянного напряжения цепи питания истока транзисторов из арсенида галлия; – ток потребления в амперах (SSPA Current/A). Это индикатор с горизонтальной шкалой общего тока потребления транзисторов СВЧ; – уровень выходной мощности в дБмВт (RF Power/dBM). Этот индикатор с вертикальной шкалой является указателем постоянного напряжения с выхода детектора выходной мощности, пропорционального уровню выходной мощности. Точность индикации составляет ±1 дБ в средней части уровня выходной мощности при излучении чистой несущей или фазоманипулированного сигнала по методу QPSK. Compact Outdoor SSPA 37 Формат А4 В правой верхней части экрана находится индикатор управляемого аттенюатора коэффициента усиления. Индикатор выполнен в виде круговой шкалы со стрелкой. Увеличить или уменьшить коэффициент усиления можно с помощью клавиш, обозначенных символами ► и ◄, расположенных ниже индикатора слева. Наведя курсор компьютерной мыши на соответствующую клавишу, и управляя им левой кнопкой, можно произвести требуемое действие по изменению коэффициента усиления. Затухание аттенюатора, равное 0 дБ, соответствует максимальному коэффициенту усиления – 75 дБ, затухание, равное 20 дБ – минимальному коэффициенту усиления – 55 дБ. Ниже индикатора с правой стороны расположена клавиша управления со светодиодом – PC Control (Управление с персонального компьютера). Если индикатор светится зеленым светом, управление регулируемым аттенюатором осуществляется с персонального компьютера. При нажатии на нее, управление переключается на регулировку при использовании аналогового сигнала с разъема дистанционного управления, и индикатор загорается красным светом. При повторном нажатии на клавишу, управление вновь передается персональному компьютеру. Примечание: одновременное управление с персонального компьютера и с помощью аналогового сигнала невозможно! В правой нижней части экрана расположены индикаторы аварийной сигнализации. Назначение их представлено в таблице 7.1. Compact Outdoor SSPA 38 Формат А4 Рисунок 7.3 Compact Outdoor SSPA 39 Формат А4 Таблица 7.1 Индикатор Наименование Цвет Описание Зеленый Нормальная работа Summary Общая авария Красный Общая авария усилителя Зеленый Нормальная работа Авария по температуTemperature Температура внутри блока ре Красный превышает +90°С Зеленый Нормальная работа Current Авария по току Значение тока потребления Красный ниже допустимого уровня Зеленый Нормальная работа Авария блока питаРегулирующее напряжение не Voltage ния Красный соответствует номинальному значению Зеленый Нормальная работа Отсутствует соединение конВнешняя блокировка Ext. Mute тактов V и d в разъеме дисвыхода мощностью Красный танционного управления с землей Зеленый Нормальная работа Авария преобразоОтсутствует захват в петле BUC Fault вателя частоты фазовой автоподстройки часКрасный вверх тоты блока преобразования частоты вверх Зеленый Нормальная работа Аварийное состояние по Auxiliary Дополнительная принципу превалирующей неFault авария Красный исправности, активированное по желанию оператора Зеленый Нормальная работа Авария волноводноОтсутствует сигнализация о RFSW Fault го переключателя Красный состоянии положения волноводного переключателя Аварийная сигнализация по температуре срабатывает при достижении температуры +80°С. Усилитель будет продолжать работу при нагреве до +90°С. После этого произойдет отключение подачи постоянного напряжения на транзисторы выходных усилительных каскадов, чтобы исключить их повреждение. Система охлаждения и схемы контроля и управления будут продолжать функционирование, и усилитель восстановит свою работоспособность после охлаждения на 5°С. Индикация данной аварии служит для того, чтобы привлечь внимание обслуживающего персонала к проблемам, связанным с охлаждением усилителя. Аварии по току и напряжению вырабатывают в тех случаях, когда их значения падают до величин, равной 80% от номинальных значений. Авария блока преобразователя частоты вверх индицируется только в усилителях, работающих в L-диапазоне по входу. При отсутствии захвата в петле фазовой Compact Outdoor SSPA 40 Формат А4 автоподстройки частоты внутреннего генератора данная авария блокирует выход мощности усилителя, чтобы он не являлся источником излучения внеполосных сигналов в направлении спутника связи. Индикация внешней блокировки выхода мощности обращает внимание оператора на данное обстоятельство на средствах дистанционного контроля и управления. Общая авария вырабатывается логической схемой «и – или» по сигналам аварий отдельных устройств. Авария волноводного переключателя индицируется только в случае работы усилителя в составе резервированной системы. В нижней строке экрана расположены клавиши текущего состояния и управления усилителем с цветовыми индикаторами. Их описание представлено в таблице 7.2. Таблица 7.2 Индикатор Com # On Line Standby Mute Clear Mute Standalone Наименование Номер последовательного порта связи Подключение к тракту передачи Блокировка выхода мощности Одиночный блок Redundancy Резервирование Connected Состояние связи с Disconnected портом компьютера Цвет Зеленый Красный Зеленый Желтый Зеленый Красный Описание Порт активирован Порт не активирован Подключение к линии Дежурный режим Блокировки выхода нет Выход мощности блокирован Работа одиночного блока Работа в составе резервированной системы Зеленый Есть соединение Красный Соединение отсутствует Клавиша идентификации порта дистанционного управления является чисто индикаторной и указывает, к какому порту компьютера подключен усилитель. Клавиша подключения к тракту передачи используется только тогда, когда усилитель работает в составе резервированной системы. Состояние подключения к линии или дежурного режима индицируются в зависимости от того, какое плечо резервированной системы соединено с трактом передачи антенной системы. Нажатие ее переводит дежурный блок на работу в линию, и наоборот. Нажатие этой клавиши при работе усилителя как одиночного устройства приводит просто к обновлению экрана. Клавиша блокировки мощности позволяет отключить подачу постоянного напряжения на выходные транзисторы усилителя. При этом индикаторы тока потребления и регулирующего напряжения падают до нулевых значений. Однако, аварий- Compact Outdoor SSPA 41 Формат А4 ная сигнализация ни по току, ни по напряжению в этом случае вырабатываться не будет. Однако если блокировка выхода мощности является причиной срабатывания каких-либо внешних устройств, то будет вырабатываться сигнал общей аварии. Клавиша режима работы является чисто индикаторной и просто показывает, работает ли усилитель как одиночный блок, или в составе резервированной системы. Также чисто индикаторные функции выполняет клавиша соединения с последовательным портом компьютера. В случае корректного подключения индикатор светится зеленым цветом. При неправильном соединении индикатор окрашен в красный цвет. 7.4 Установки усилителя Следующим важным экраном в меню управления усилителем с персонального компьютера является экран установок (SSPA Settings). Он показан на рисунке 7.4. На данном экране отображены все общие установки усилителя. В разделе идентификации блока (Unit ID) отображается тип усилителя и его серийный номер. Эти параметры высвечиваются автоматически после установления связи с компьютером. Также в этом разделе отображается версия программного обеспечения усилителя (Verify). В разделе статистики последовательной линии связи (Serial Link Requests Statistics) отображены усредненные характеристики работы этой линии, которые позволяют оптимальным образом выбрать ее параметры, прежде всего, скорость обмена. В усилителях серии НРА-2000-СО предусмотрен режим сохранения последних установок перед выключением питания. Таким образом, при повторной подаче напряжения питания восстанавливаются именно те установки, которые имели место при выключении усилителя. В основном разделе данного экранного меню отображены следующие установки усилителя, которые могут быть изменены по желанию пользователя: Compact Outdoor SSPA 42 Формат А4 Рисунок 7.4 Compact Outdoor SSPA 43 Формат А4 – режим работы системы (System Mode) позволяет осуществить выбор между работой блока как одиночного устройства (Standalone Mode) и работой в составе резервированной системы (Redundancy Mode); – иерархический адрес работы системы (System Hierarchical Address) определяет каждый усилитель как № 1 (HPA1) и № 2 (HPA2) при работе в составе резервированной системы; – состояние в составе резервированной системы при включении (Redundancy Startup State) позволяет осуществить выбор между состоянием работы в линию (On Line) и дежурным режимом (Standby) при функционировании в составе резервированной системы; – состояние блокировки выходной мощности (Mute State) определяет включение (Muted) или выключение (Mute Clear) блокировки выхода мощностью при включении усилителя; – уровень коэффициента усиления (Attenuation Level (dB)) определяет уменьшение этого параметра относительно максимального значения при включении усилителя в дБ; – режим управления коэффициентом усиления (Gain Control Authority) устанавливает способ изменения данного параметра либо с компьютера, либо изменением уровня постоянного напряжения, подаваемого на соответствующий контакт разъема дистанционного управления; – сетевой адрес (Unique Network Address) позволяет определить адрес усилителя при управлении им по протоколу RS-485; – выбор дополнительной аварии (Auxiliary Fault Check) позволяет использовать (Enable) или не использовать (Disable) эту функцию усилителя; – тип дополнительной аварии (Auxiliary Fault Handling) позволяет установить дополнительную аварию как превалирующую (Major), которая будет активировать общую аварию усилителя (Summary) в экране состояние усилителя (SSPA Operation) или как непринципиальную (Minor), которая не будет вызывать общей аварии; – параметры последовательного порта связи (Serial Protocol) позволяют выбрать либо стандартный протокол обмена, либо двоичный протокол предыдущего поколения стандартов обмена цифровой информацией; – скорость обмена информацией (Baud Rate) устанавливает ее равной 2400, 4800, 9600, 19200 или 38400 кбит/с. Значение по умолчанию равно 9600. 7.5 Установки компьютера Compact Outdoor SSPA 44 Формат А4 В диалоговом окне установок компьютера (РС Settings) отображаются самые разнообразные параметры контроля и управления персональным компьютером, используемым для связи с усилителем через последовательный порт дистанционного управления. Его вид представлен на рисунке 7.5. В строке установок соединения (Connection) индицируется номер компьютерного порта связи (например, COM1), скорость обмена (Baud), а также такие параметры линии как четность и количество информационных и стоповых битов (например, n, 8, 1). Поле изменения адреса дистанционного управления (Remote Address Modification) позволяет пользователю быстро изменить сетевой адрес усилителя. В строке установки интервала опроса параметров (Update interval) задается период времени, через который на экране выводятся новые данные о текущем состоянии усилителя и наличия аварийных ситуаций. Информация об остальных установках будет опрашиваться с частотой в пять раз меньше, чем заданный интервал. Клавиша поиска (Search) позволяет пользователю установить сетевую связь с конкретным устройством, не имея предварительной информации о его сетевом адресе. В этом случае усилитель откликается с использованием индивидуального адреса и устанавливает конкретный адрес в окне дистанционного управления. Раздел адреса усилителя() позволяет выбрать конкретный усилитель в сети. Для этого необходимо в данном окне набрать числовое значение сетевого адреса усилителя или с помощью клавиш ▼ и ▲ выбрать соответствующий адрес из списка. Раздел управления конфигурацией (Profile Manager) является пользовательским инструментом оператора. Он позволяет вывести на печать или сохранить в виде файла все установки блока усилителя. Кроме того в этом же разделе пользователь может восстановить заводские установки блока по умолчанию. Журнал данных (Data Logging) позволяет пользователю отобразить параметры усилителя и зафиксировать их в виде текстового файла в памяти подключенного компьютера. В журнале данных можно задать следующие параметры: Compact Outdoor SSPA 45 Формат А4 Рисунок 7.5 Compact Outdoor SSPA 46 Формат А4 – новый файл (New File) открывает очередной файл записи данных. По умолчанию первый файл данных находится в базовой директории программы управления усилителем и имеет название, соответствующее идентификатору блока с расширением ".log”. По желанию пользователя файл может быть переименован и перемещен в нужную директорию. В момент записи в окне состояния (Status) появляется надпись Recoding (Запись) для индикации процесса считывания информации в заданный файл в текстовом формате; – клавиша Start (Старт) запускает процесс фиксации данных в журнале регистрации; – клавиша Stop (Стоп) останавливает процесс фиксации данных в журнале регистрации; – в строке интервала записи (Log Interval) устанавливается периодичность фиксации данных в журнале регистрации. Период записей может быть установлен в диапазоне от 10 секунд до 2 часов; – в строке максимального размера записываемого файла (Max File Size) задается объем файла фиксации данных в журнале в килобайтах. В случае превышения размера файла относительно заданного, он будет перезаписан. Типичный файл фиксации состояния усилителя представлен ниже: 12/16/2004; 10:50:10 АМ Core Temperature – 29C SSPA Summary State – Alarm! SSPA High Temperature Warning – Normal SSPA Low DC Current – Alarm! SSPA Low Regulator Voltage – Normal External Mute State – Unmute Internal Mute State – Unmute BUC Fault State – Normal Spare Fault State – Normal Aux. Fault State – Normal RF Switch State – Normal Online State – Standby 16 декабря 2004 года, 10 ч. 50 м. 10 с. утра Текущая температура – 29°С Общее состояние усилителя – авария! Предупреждение о повышенной температуре – отсутствует Состояние по току потребления – авария! Состояние по напряжению истока – норма Внешняя блокировка выхода мощности – отсутствует Внутренняя блокировка выхода мощности – отсутствует Состояние ПрЧ вверх – норма Состояние системы резервирования – норма Дополнительная авария – отсутствует Состояние волноводного переключателя – норма Состояние режима резервирования – дежурный Compact Outdoor SSPA 47 Формат А4 7.6 Управление резервированной системой усилителей В случае работы усилителей серии НРА 2000-СО в составе резервированной системы программным обеспечением предусмотрена активизация панели резервирования по принципу 1:1. При этом следует иметь ввиду, что для установления связи по протоколу RS-232 потребуется два отдельных порта для каждого усилителя с соответствующим указанием номера порта, при использовании протокола RS-485 используется параллельное соединение кабелей дистанционного управления. Первым шагом при установлении связи с резервированной системой является установление с каждым из усилителей, как с одиночным устройством, в соответствии с процедурой, описанной в разделе 7.2 настоящего описания. Затем необходимо для каждого усилителя активировать режим работы в составе резервированной системы. Для этого в окне File панели связи с усилителями необходимо выбрать режим резервирования (Redundancy Mode). После этого на экране появляется панель резервированной системы (Redundancy Control Panel). Вид ее представлен на рисунке 7.6. Настройка панели резервирования производится в окне установок резервированной системы (Set Redundancy System) в меню дистанционного управления усилителя. Там каждому усилителю присваивается порядковый номер 1 (SSPA1) или 2 (SSPA2). Как первый или второй может быть идентифицирован любой усилитель. Каждому усилителю соответствует собственный идентификационный номер (SSPA ID). Он является фиксированным, определяется моделью усилителя и его серийным номером и не может быть изменен. Идентификационный номер каждого усилителя отображается в окне конфигурации системы (System Configured As), расположенном в центральной нижней части экрана. Данное окно высвечивается постоянно, и показывает, с каким портом дистанционного управления соединен конкретный усилитель. Панель резервирования выполняет в основном информационные функции. Единственной командной клавишей является клавиша подключения выбранного усилителя к тракту передачи On Line/Standby (Работа в линию/Дежурный режим), расположенной слева от символического изображения усилителя. Нажатием этой клавиши на усилителе, работающем на передачу, он переводится в дежурный режим. При повторном нажатии клавиши в линию подключается любой из выбранных усилителей. Compact Outdoor SSPA 48 Формат А4 Рисунок 7.6 Compact Outdoor SSPA 49 Формат А4 В левой нижней и правой нижней частях экрана расположены окна состояния усилителя № 1 и № 2 соответственно. В них отображается следующая краткая обобщающая информация о состоянии усилителя: – подключение к тракту передачи. В том случае, если усилитель работает на передачу, в строке состояния высвечивается надпись On Line (В линии). В противном случае – надпись Standby (Дежурный режим); – работоспособность усилителя (Current State). При нормальном состоянии высвечивается надпись Operational (Работоспособен). В противном случае – Alarm! (Авария); – внешняя блокировка мощности (Hardware Mute). При наличии данной функции высвечивается состояние ON (Включено), при отсутствии – OFF (Включено); – внутренняя блокировка мощности (Software Mute). При активации данной функции высвечивается состояние ON (Включено), при отключении – OFF (Выключено); Символическое изображение усилителя, подключенного к тракту передачи, окрашено в зеленый цвет, усилителя, находящегося в дежурном режиме – в желтооранжевый цвет. Выбранные установки резервированной системы могут быть сохранены. Для этого в меню File необходимо выбрать функцию сохранения конфигурации (Save Configuration) и подтвердить активированное значение. В этом случае после прерывания работы программы управления усилителями мощности и повторном запуске ее, будет сразу активирована панель резервированной системы. При работе резервированной системы в соответствующих диалоговых окнах остаются доступными контроль состояния каждого усилителя (SSPA Operation) и его установки (SSPA Settings). Если будет выбрана команда внутренней блокировки выхода мощностью для усилителя, работающего в линию, то на экране появится предупреждение, с вопросом о подтверждении выбранной команды. В окне контроля положения высокочастотного переключателя (RF Switch Position) отображается информация о корректности положения переключателя в зависимости от состояния усилителя, работающего в линию. Если усилитель, подключенный в тракт передачи, находится в состоянии On Line (Работа в линию), в окне загорается надпись о правильном положении переключателя (Normal). Compact Outdoor SSPA 50 Формат А4 Если оба усилителя находятся в дежурном режиме (Standby) то в окне загорается надпись о неопределенности состояния переключателя (Unexpected), а в окне аварийных состояний усилителя будет гореть красным светом индикатор RF Switch (Высокочастотный переключатель). Если при помощи ручного управления переключателем перевести в линию усилитель, находящийся в дежурном режиме, то в окне состояния переключателя загорится надпись Fault (Ошибка). 8 Техническое обслуживание 8.1 Контроль состояния системы воздушного охлаждения Единственным функциональным элементом малогабаритных твердотельных усилителей серии НРА 2000-СО, требующим технического обслуживания в процессе эксплуатации, является система охлаждения. Рекомендуется производить ее ревизию с периодичностью не реже одного раза в год. Инспекция производится методом визуального осмотра воздушных каналов на предмет отсутствия на их поверхности посторонних предметов. Одним из параметров, контролируемых при помощи компьютера, как средства дистанционного управления, является температура внутри блока. При нормальных условиях функционирования она должна превышать температуру окружающей среды не более, чем на 30°С. Если температура внутри блока превышает этот предел, это является одним из индикаторов того, что система воздушного охлаждения требует ревизии. Если при визуальном осмотре на воздушных каналах и решетке, закрывающей лопасти вентиляторов, заметен налет пыли и посторонние загрязняющие предметы, необходимо произвести их чистку со снятием системы воздушного охлаждения. 8.2 Демонтаж системы воздушного охлаждения Перед снятием системы воздушного охлаждения рекомендуется отключить напряжение питания. Однако, в случае крайней необходимости допускается, чтобы усилитель продолжал свою работу. Но в этом случае следует соблюдать крайнюю осторожность, чтобы части одежды и пальцы не касались лопастей вентилятора. Compact Outdoor SSPA 51 Формат А4 Необходимо открутить четыре винта, с помощью которых крепится сборка системы охлаждения, чтобы снять ее с нижней части усилителя. Система воздушного охлаждения соединена с источником питания при помощи герметичного разъема. При снятии системы охлаждения нет необходимости отсоединять этот разъем. Затем воздушные каналы следует продуть струей сжатого воздуха из баллончика, который можно приобрести в магазинах, торгующих компьютерным и электронным оборудованием. Compact Outdoor SSPA 52 Формат А4 Приложение 1 СПЕЦИФИКАЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ С-ДИАПАЗОНА Параметр Диапазон выходных частот Выходная мощность HPAC-2030А-СО HPAC-2040А-СО HPAC-2050А-СО HPAC-2075А-СО HPAC-2100А-СО HPAC-2140А-СО HPAC-2200А-СО HPAC-2250А-СО Коэффициент усиления максимальный/минимальный спад во всем диапазоне частот неравномерность в полосе 40 МГц температурная стабильность регулировка Уровень продуктов интермодуляции (при выходной мощности на 4 дБ меньше мощности насыщения) Уровень продуктов преобразования АМ/ФМ (при выходной мощности на 4 дБ меньше мощности насыщения) Уровень паразитных излучений (при выходной мощности на 4 дБ меньше мощности насыщения) гармонических внеполосных КСВ по входу/выходу Напряжение питания переменного тока HPAC-2030А-СО HPAC-2040А-СО HPAC-2050А-СО HPAC-2075А-СО HPAC-2100А-СО HPAC-2140А-СО HPAC-2200А-СО HPAC-2250А-СО Частота питающего напряжения Потребляемая мощность HPAC-2030А-СО HPAC-2040А-СО HPAC-2050А-СО HPAC-2075А-СО HPAC-2100А-СО HPAC-2140А-СО HPAC-2200А-СО HPAC-2250А-СО Значение 5 850 – 6 425 МГц Рнасыщения / Р1дБ, дБмВт( Вт) 45,0/44,8 (32/30) 46,0/45,8 (40/38) 47,0/46,8 (50/48) 48,8/48,5 (76/70) 50,0/49,5 (100/89) 51,5/51,2 (141/132) 53,0/52,3 (200/170) 53,9/53.0 (250/200) 75/55 дБ 1,0 дБ ±0,3 дБ 1,0 дБ в диапазоне от – 40°С до +55°С 20 дБ с шагом 0,1 дБ – 25 дБ относительно несущей не более 3,5 °/дБ не более – 50 дБ относительно несущей не более – 60 дБ относительно несущей не хуже 1,3:1 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 180 – 265 В 180 – 265 В 180 – 265 В 47 – 63 Гц 230 Вт 300 Вт 450 Вт 550 Вт 700 Вт 870 Вт 1200 Вт 1500 Вт Compact Outdoor SSPA 53 Формат А4 Параметр Возможности дистанционного управления и контроля: выход общей аварии выход дополнительной аварии выход общей аварии выход дополнительной аварии выход аварии по току выход аварии по напряжению выход аварии по температуре внешняя блокировка выхода мощности вход дополнительной аварии контроль выходной мощности регулировка усиления выход аварии ПрЧ вверх дистанционное управление с терминала удаленного доступа (ПК) Механические характеристики размеры вес Устойчивость к воздействию внешних факторов диапазон рабочих температур влажность Опционные возможности расширенный диапазон частот внешний опорный генератор питание от источника постоянного напряжения Значение сухие контакты реле сухие контакты реле схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором замыкание на землю замыкание на землю постоянное напряжение постоянное напряжение схема с открытым коллектором по стыку RS-232 или RS-485 254х495х165 мм 16,4 кг от – 40°С до +50°С 100% 5 850 МГц – 6 725 МГц 10 МГц или 50 МГц с уровнем 0±5 дБмВт 42 – 60 В Compact Outdoor SSPA 54 Формат А4 Приложение 2 СПЕЦИФИКАЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ KU-ДИАПАЗОНА Параметр Диапазон выходных частот Выходная мощность HPAK-2010А-СО HPAK-2020А-СО HPAK-2025А-СО HPAK-2035А-СО HPAK-2040А-СО HPAK-2050А-СО HPAK-2070А-СО HPA\K-2100А-СО HPAK-2125А-СО Коэффициент усиления максимальный/минимальный спад во всем диапазоне частот неравномерность в полосе 40 МГц температурная стабильность регулировка Уровень продуктов интермодуляции (при выходной мощности на 4 дБ меньше мощности насыщения) Уровень продуктов преобразования АМ/ФМ (при выходной мощности на 4 дБ меньше мощности насыщения) Уровень паразитных излучений (при выходной мощности на 4 дБ меньше мощности насыщения) гармонических внеполосных КСВ по входу/выходу Напряжение питания переменного тока HPAK-2010А-СО HPAK-2020А-СО HPAK-2025А-СО HPAK-2035А-СО HPAK-2040А-СО HPAK-2050А-СО HPAK-2070А-СО HPA\K-2100А-СО HPAK-2125А-СО Частота питающего напряжения Потребляемая мощность HPAK-2010А-СО HPAK-2020А-СО HPAK-2025А-СО HPAK-2035А-СО HPAK-2040А-СО HPAK-2050А-СО HPAK-2070А-СО HPA\K-2100А-СО HPAK-2125А-СО Значение 14,00 – 14,50 ГГц Рнасыщения / Р1дБ, дБмВт( Вт) 40,0/39,0 (10/8) 43,0/42,0 (20/16) 44,0/45,5 (25/20) 45,5/44,5 (35/28) 46,0/45.0 (40/31) 47,0/46.0 (50/40) 48,5/47,5 (70/56) 50,0/49,0 (100/80) 51,0/50.0 (125/100) 75/55 дБ 1,0 дБ ±0,3 дБ 1,0 дБ в диапазоне от – 40°С до +55°С 20 дБ с шагом 0,1 дБ – 25 дБ не более 3,5 °/дБ не более – 50 дБ относительно несущей не более – 60 дБ относительно несущей не хуже 1,3:1 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 90 – 265 В 180 – 265 В 180 – 265 В 47 – 63 Гц 170 Вт 300 Вт 350 Вт 450 Вт 550 Вт 680 Вт 7500 Вт 1350 Вт 1650 Вт Compact Outdoor SSPA 55 Формат А4 Параметр Возможности дистанционного управления и контроля: выход общей аварии выход дополнительной аварии выход общей аварии выход дополнительной аварии выход аварии по току выход аварии по напряжению выход аварии по температуре внешняя блокировка выхода мощности вход дополнительной аварии контроль выходной мощности регулировка усиления выход аварии ПрЧ вверх дистанционное управление с терминала удаленного доступа (ПК) Механические характеристики размеры вес Устойчивость к воздействию внешних факторов диапазон рабочих температур влажность Опционные возможности расширенный диапазон частот внешний опорный генератор питание от источника постоянного напряжения Значение сухие контакты реле сухие контакты реле схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором схема с открытым коллектором замыкание на землю замыкание на землю постоянное напряжение постоянное напряжение схема с открытым коллектором по стыку RS-232 или RS-485 254х495х165 мм 16,4 кг от – 40°С до +50°С 100% 13,75 МГц – 14,50 МГц 10 МГц или 50 МГц с уровнем 0±5 дБмВт 42 – 60 В Compact Outdoor SSPA 56 Формат А4 Приложение 3 Перечень сокращений и обозначений дБмВт децибел относительно одного милливатта; Прд передача, передающий; ПрЧ преобразователь частоты; ПЧ промежуточная частота ФАПЧ фазовая автоподстройка частоты; AUPC Automatic Uplink Power Control – режим автоматического управления мощностью на передачу; BUC Block Up Converter – блок преобразования частоты вверх; SSPA Solid State Power Amplifier – твердотельный усилитель мощности Compact Outdoor SSPA 57 Формат А4
