Phần máy thu bao gồm bộ khuyếch đại tần số tuyến lên, tầng chuyển đổi tần số và khuyếch đại tín hiệu sau khi chuyển đổi tần số. Nguyên lý làm việc của tầng này giống như nguyên lý làm việc của các máy thu thông thường. Công nghệ mới nhất là dùng các mạch lai cùng các chip (các phần tử tích cực). Với các công nghệ mới được đưa vào sử dụng, máy thu có kích thước gọn, trọng lượng nhẹ. Ví dụ máy thu của ESA (European Space Agency) có kích thước 30x20x10 cm và công suất điện tiêu thụ trong khoảng 5- 15 W.
Bộ khuyếch đại đầu vào
Bộ khuyếch đại tần số tuyến lên (khuyếch đại đầu vào) là bộ phận chủ yếu quyết định tỷ số G/T của bộ phát đáp. Bộ khuyếch đại đó cần phải có nhiệt độ tạp âm thấp, hệ số khuyếch đại lớn để giới hạn nhiệu độ tạp âm cho các tầng kế tiếp sau. Các vệ tinh đầu tiên thường sử dụng bộ khuyếch đại với diode đường hầm (diode tunel). Những năm gần đây, các bộ khuyếch đại tham số được đưa vào sử dụng. Nguyên lý hoạt động của khuyếch đại tham số là dựa trên phản xạ của tín hiệu trên một điện trở âm. Các bộ khuyếch đại dùng transistor hiệu ứng trường (field effect) hiện nay cũng đang được sử dụng phổ biến. Bảng 2.1 mô tả các giá trị tỷ số G/T của ba loại bộ khuyếch đại tạp âm thấp LNA ở đầu vào bộ phát đáp được nêu trên. Ở băng tần C và băng tần Ku thì các bộ khuyếch đại hiệu ứng trường có nhiều ưu điểm do sử dụng công nghệ HMET (High Mobility Electron Technology) và GaAs. Ở băng tần cao hơn (30 GHz) thì thường sử dụng bộ khuyếch đại tham số để đảm bảo hệ số tạp âm thấp. Một số bộ khuyếch đại có thể mắc theo kiểu cascad để có hệ số khuyếch đại lớn, quãng 30 dB, trước khi chuyển đổi tần số.
Bảng 2.1: Đặc tính của một số bộ khuyếch đại tạp âm thấp LNA Hệ số tạp âm
6 GHz 14 GHz 30 GHz
Bộ khuyếch đại tham số 2 dB 3 dB 15 dB
Bộ khuyếch đại transistor hiệu ứng trường
2 dB 3 dB 5 dB 20 dB
Bộ khuyếch đại HMET 1,6 dB 2,5 dB 30 dB
Tầng chuyển đổi tần số bao gồm một bộ trộn tần, một bộ tạo dao động nội và các bộ lọc. Tần số của bộ dao động nội là hiệu số giữa của tần số giữa băng tần tuyến lên và tần số giữa của băng tần tuyến xuống (đối với trường hợp chuyển đổi tần số một lần và giả thiết băng tần là liên tục). Trong băng tần C tần số bộ tạo dao động nội đó là khoảng 2,2 GHz. Trong băng tần Ku thì nó là, vídụ như: 1,5; 2,58 hoặc 3,8 GHz tương ứng với băng tần được sử dụng cho tuyến xuống là (10,95 – 11,2 GHz hoặc 12,5 – 12,75 GHz) và với băng tần được sử dụng cho tuyến lên là 14,0 – 14,5 GHz.
Các thông số đặc trưng chủ yếu của bộ chuyển đổi tần số là:
1- Tổn hao chuyển đổi, nghĩa là tỷ số giữa công suất đầu vào (tại tần số của tuyến lên) và công suất đầu ra (tại tần số sau khi chuyển đổi) và mức tạp âm (giá trị tiêu biểu là từ 5 đến 10 dB).
2- Độ ổn định của tần số dao động nội. Giá trị biến động tần số cần phải nhỏ hơn ±1 đến ±5.10-6 trong điều kiện có sự thay đổi nhiệt độ thực tế.
3- Biên độ của các tín hiệu không mong muốn: các tín hiệu dư (residual) tại tần số bộ dao động nội và các sóng hài (harmonics) của nó phải nhỏ hơn -60 dBm; các tín hiệu không mong muốn ở tại các tần số gần với tín hiệu hữu ích ở đầu ra nhỏ hơn -79 dBO trong dải tần.
Bộ tạo dao động nội có thể sử dụng mạch nhân tần kết hợp khuyếch đại theo kiểu truyền thống hoặc có thể tạo sóng trực tiếp theo kiểu dùng bộ tổng hợp tần số (frequency synthesiser) cùng với vòng khoá pha PLL (Phase – Locket Loop) với bộ tạo dao động dùng thạch anh có điều khiển điện áp để ổn định tần số.