衛(wèi)星通信設(shè)備構(gòu)造與功能(公開)

1、衛(wèi)星通信設(shè)備構(gòu)造衛(wèi)星通信設(shè)備構(gòu)造與功能與功能2015年年5月月主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)知識簡介一、衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)知識簡介二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能三、日常故障判斷與處理三、日常故障判斷與處理一、衛(wèi)星通信一、衛(wèi)星通信簡介簡介-通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星的分類的分類1、按軌道類型劃分、按軌道類型劃分形狀形狀 圓軌道、橢圓軌道圓軌道、橢圓軌道傾角傾角 赤道軌道、傾斜軌道、極軌道赤道軌道、傾斜軌道、極軌道對地靜止軌道（對地靜止軌道（GEO）2、按軌道高度劃分、按軌道高度劃分低軌（低軌（LEO），軌道高度低于），軌道高度低于5000公里公里中軌（中軌（MEO），軌道高度在），軌道高度在

2、5000到到20000公里之間公里之間高軌（高軌（HEO），軌道高度高于），軌道高度高于20000公里公里一、衛(wèi)星通信簡介-頻段和波長頻段和波長無線電波長劃分：無線電波長劃分：衛(wèi)星頻段字母劃分衛(wèi)星頻段字母劃分（源于（源于2020世紀世紀4040年代的雷達應(yīng)用年代的雷達應(yīng)用) ): :L頻段，1-2GHz，移動通信、聲音廣播S頻段，2-3GHz，移動通信、圖像廣播C頻段，4-6GHz，商用，固定通信、聲音廣播X頻段，7-8GHz，固定通信（通常用于政府和軍方）Ku頻段，10-14GHz，商用，固定通信、電視直播Ka頻段，17-31GHz，固定通信、移動通信（1999年開始使用）3Hz30kHz3

3、MHz30MHz300MHz3GHz30GHz300GHz108m104m103m102m10m1m10cm1cm300kHz1mmVLF 超低頻超低頻LF 低頻低頻MF 中頻中頻HF 高頻高頻VHF 甚高頻甚高頻UHF 超高頻超高頻SHF 特高頻特高頻EHF 極高頻極高頻一、衛(wèi)星通信簡介-頻率轉(zhuǎn)換計算常用工作頻段：常用工作頻段：從地面發(fā)送上衛(wèi)星的載波工作頻段稱為上行頻段，從衛(wèi)星向地面發(fā)送的載波工作頻段稱為下行頻段。Ku頻段：上行14.0-14.5GHz 下行12.25-12.75GHz （上下頻率差為1750M）上行和下行頻段本振分別是：13.05GHz和11.3GHz計算方法：14.0-1

4、3.05=950MHz14.5-13.05=1450MHz一、衛(wèi)星通信簡介-方位角、仰角、極化角 方位方位角角：以正南方向為標準，將衛(wèi)星天線的指向偏東或偏西調(diào)整一個角度，該角度即是所謂的方位角。 仰角仰角：是天線軸線與水平面之間的夾角。 極化極化角角：通信衛(wèi)星的信號大多采用線極化方式傳送，可以在同一個轉(zhuǎn)發(fā)器中傳送兩個相互垂直且互不影響的兩個信號，通常這兩個方向為水平（H）和垂直（V）兩個方向。由于位于赤道上空的衛(wèi)星經(jīng)度與接收地經(jīng)度一般并不相同，所以衛(wèi)星發(fā)出的水平或垂直極化波到達接收地后極化方向會發(fā)生變化，所變化的角度即是所謂的極化角。極化角極化角= =衛(wèi)星經(jīng)度衛(wèi)星經(jīng)度- -接收地經(jīng)度，接收地經(jīng)

5、度，值為正時則順時針調(diào)，負時則逆時針調(diào)。n每顆通信衛(wèi)星的整個工作頻段通常被分為多個子頻段，每個子頻段都由一套濾波、變頻和放大電路構(gòu)成獨立的傳輸通道，稱為轉(zhuǎn)發(fā)器。Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬通常為54MHz或36MHzn透明信道方式的衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器只對信號作濾波、變頻和放大處理：1.接收天線定向接收上行信號2.低噪聲放大器對上行信號進行預(yù)放大，輸入帶通濾波器選擇上行信號中的相關(guān)頻率分量3.混頻器對信號作上行下行頻率轉(zhuǎn)換4.信道放大器用于調(diào)整轉(zhuǎn)發(fā)器的增益5.功率放大器對輸出信號作功率放大，輸出帶通濾波器限制帶外噪聲對6.相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器的影響7.發(fā)送天線定向發(fā)送下行信號一、衛(wèi)星通信簡介一、衛(wèi)星通信簡介-衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)

6、器衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星通信天線-固定式、移動式、便攜式饋源、雙工器LNB 低噪放大器功率放大器 含上變頻器的BUC調(diào)制解調(diào)器 MODEM二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-基本組成基本組成拋物面天線是把來自空中的衛(wèi)星信號能量反射聚成一點。是把電磁場能變?yōu)楦哳l電能或反之的裝置。拋物面天線分為前饋和后饋，前饋又分為正饋（一般用于C波段）和偏饋（Ku波段），一般偏饋天線的效率稍高于正饋天線?？趶剑嚎趶剑?.2米米口徑：口徑：0.6米米二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-天線口徑：口徑：3.7米米二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-天線控制器（靜中通）俯仰角俯仰角方位角方位角極化角極化角系統(tǒng)狀態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)接收信接收信號號u

7、解鎖解鎖L鎖定鎖定GPS和羅盤狀態(tài)和羅盤狀態(tài)MODEM狀態(tài)狀態(tài)二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-天線控制器（靜中通）二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-天線控制器（動中通）二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-饋源 饋源是在拋物面天線的焦點處設(shè)置一個收集衛(wèi)星信號的喇叭，俗稱為喇叭口。 饋源是由波紋喇叭、圓矩變換器、極化變換器三部分組成。 發(fā)送信號時它的作用是將來自饋線的射頻功率以電磁波的形式向反射面輻射，使其在口徑上產(chǎn)生合適的場分布，以形成所需的銳形或賦形波束；同時使由反射面邊緣外漏溢的功率盡量小，以期實現(xiàn)盡量高的增益。 接收信號時將衛(wèi)星天線會聚到焦點的能量全部收集起來，變成信號電壓，送給高頻頭LNB。 衛(wèi)星天線基本上用大張角波

8、紋饋源。LNB又稱高頻頭或降頻器，用在接收回路上，其主要功能是將饋源送來的衛(wèi)星信號進行降頻和信號放大，然后送至調(diào)制解調(diào)器。LNB的工作流程是先將衛(wèi)星高頻訊號放大至數(shù)十萬倍，然后再與本地振蕩電路進行混頻，將高頻訊號轉(zhuǎn)換至中頻（70M、140M或L波段），以利于同軸電纜的傳輸及MODEM的解調(diào)。二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-LNB低噪放大器功率放大器用在發(fā)射回路上。其主要作用是將發(fā)射信號進行放大，然后送往饋源。功放有兩種：一種是帶前級變頻和預(yù)放（BUC-Block Up-Converter的，其作用是將中頻信號（70M、140M或L波段）與本振信號進行混頻，變成高頻的C或Ku波段信號。另外一種是不帶前級

9、BUC的SSPA/HPA，只是單純的信號放大，負責變頻的是另外一個單獨的設(shè)備(上/下變頻器)。二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-功率放大器功率放大器將要發(fā)送的基帶信號進行“編碼 前向糾錯編碼 調(diào)制”，并將調(diào)制后的信號通過饋線送往BUC。將通過LNB接收到的信號進行“解調(diào) A/D轉(zhuǎn)換 前向糾錯解碼 解碼”，通過數(shù)據(jù)接口送往相應(yīng)設(shè)備。二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能-調(diào)制解調(diào)器n ODU Rx/Tx 10MHz都需要開啟n ODU RxDC Power 大廳一臺需開啟，車載不需要二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與二、衛(wèi)星設(shè)備構(gòu)成與功能功能-調(diào)制解調(diào)器指調(diào)制解調(diào)器指示燈示燈衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器前面板的指示燈狀態(tài)可以知道

10、網(wǎng)絡(luò)是否通暢。衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器前面板的指示燈狀態(tài)可以知道網(wǎng)絡(luò)是否通暢。調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器RX、TX、NET燈均為綠色時，表明網(wǎng)絡(luò)正常；燈均為綠色時，表明網(wǎng)絡(luò)正常；RX接收信號燈聯(lián)通時為綠色，沒有接收到信號時為橙色；接收信號燈聯(lián)通時為綠色，沒有接收到信號時為橙色；TX發(fā)射信號燈一直為綠色；發(fā)射信號燈一直為綠色；NET網(wǎng)絡(luò)燈不通時為橙色，聯(lián)通時為綠色；網(wǎng)絡(luò)燈不通時為橙色，聯(lián)通時為綠色；STATUS設(shè)備狀態(tài)燈，啟動時會閃亮，正常后自動滅燈；設(shè)備狀態(tài)燈，啟動時會閃亮，正常后自動滅燈；POWER電源指示燈。電源指示燈。三、日常故障判斷與處理三、日常故障判斷與處理-檢測方法檢測方法尋星尋星 參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置 外部供電外部供電自環(huán)判斷自環(huán)判斷 頻點頻點 帶寬帶寬 10M參考參考 外部供電外部供電三、日常故三、日常故障判斷與處障判斷與處理理-監(jiān)測手段