А. М. Фоминых1, П. В. Луферчик2, А. А. Комаров3, А. В. Архипов4, Н. А. Воробьев5, Е. В. Смирнов6
1–6 АО «НПП «Радиосвязь» (г. Красноярск, Россия)

1 filiphin@icloud.com, 2 lpv@krtz.su, 3 komarov_aa@krtz.su, 4 archipov_av@krtz.su, 5 vorobev_na@krtz.su, 6 smirnov_ev@krtz.su

Постановка проблемы. На сегодняшний день наблюдается значительный рост спроса на портативные станции спутниковой связи. Одним из ключевых параметров таких устройств является продолжительность работы в автономном режиме, для увеличения которой необходимо обеспечить высокую энергетическую эффективность всех составляющих компонентов. Большая часть расхода энергии приходится на усилитель мощности, который при работе в линейном режиме характеризуется низким КПД. Повысить эффективность усилителя можно, используя его в режиме насыщения, однако при этом требуется выбор подходящего типа модуляции для минимизации уровня внеполосного излучения (которое приводит к ухудшению точности демодуляции). Поэтому актуально проведение исследований, направленных на изучение влияния параметров усилителя на качество передаваемого сигнала.

Цель. Определить наиболее энергетически и спектрально эффективный тип модуляции для использования с усилителями класса AB, работающими в режиме насыщения.

Результаты. Показано, что в режиме насыщения влияние изменения входной мощности на выходную минимально, но форма спектра сигналов ухудшается из-за усиления нелинейных искажений, особенно у сигналов с ненулевым пик-фактором. Отмечено, что фильтр Найквиста в этом режиме помогает ограничить спектральные выбросы и уменьшить межсимвольные искажения, что сохраняет достоверность сигнала. Установлено, что использование OQPSK модуляции с фильтром Найквиста и коэффициентом скругления 90% обеспечило наилучший результат (как по спектральной, так и по энергетической эффективности) среди исследованных типов модуляции для рассмотренного усилителя мощности, минимизировав искажения и сохранив высокую достоверность сигнала.

Практическая значимость. Реализация выбранного типа модуляции для модулятора в реальной системе, основанной на программируемой интегральной логической схеме в связке с усилителем в режиме насыщения, позволяет увеличить КПД данного усилителя и тем самым повысить автономность системы связи при заданных значениях достоверности и уровня внеполосного излучения.

Фоминых А.М., Луферчик П.В., Комаров А.А., Архипов А.В., Воробьев Н.А., Смирнов Е.В. Сравнительный анализ различных видов модуляции в системах спутниковой связи с усилителями класса AB, функционирующими в режиме насыщения // Антенны. 2024. № 6. С. 45–50. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202406-04

1. Joung J., Ho C.K., Adachi K., Sun S. A survey on power-amplifier-centric techniques for spectrum- and energy-efficient wireless communications // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2015. V. 17. № 1. P. 315–333. DOI: 10.1109/COMST.2014.2350018.
2. Sheng C., Bi X., Xu Q. A linear high-efficiency distributed power amplifier utilizing class-AB and inverse-class-C complementary structure // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. 2024. P. 1–11. DOI: 10.1109/TCSI.2024.3349558.
3. An J., Song Z. A new FQPSK with ideal BER performance // 7th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing. Wuhan, China. 2011. P. 1–3.
4. Xie Zh., Zhang G., Zhu H. A novel waveform for FQPSK modulation // 11th IEEE Singapore International Conference on Communication Systems. November, 2008. P. 851–854.
5. Feher K. FQPSK: a superior modulation technique for mobile and personal communications // IEEE Transactions on Broadcasting. 1993. V. 39. № 2. P. 288–294.
6. Бондаренко В.Н., Луферчик А.В., Овчинников Н.Н. Анализ влияния фазового шума гетеродина на помехоустойчивость приема сигналов с амплитудно-фазовой модуляцией // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. T. 77. № 12. С. 124–130.