衛(wèi)星通信設(shè)備構(gòu)造與功能(公開(kāi))

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(shí)簡(jiǎn)介一、衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)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(jiǎn)介簡(jiǎn)介-通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星的分類(lèi)的分類(lèi)1、按軌道類(lèi)型劃分、按軌道類(lèi)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(duì)地靜止軌道（對(duì)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(jiǎn)介-頻段和波長(zhǎng)頻段和波長(zhǎng)無(wú)線電波長(zhǎng)劃分：無(wú)線電波長(zhǎng)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(jì)世紀(jì)4040年代的雷達(dá)應(yīng)用年代的雷達(dá)應(yīng)用) ): :L頻段，1-2GHz，移動(dòng)通信、聲音廣播S頻段，2-3GHz，移動(dòng)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(dòng)通信（1999年開(kāi)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(jiǎn)介-頻率轉(zhuǎn)換計(jì)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(chēng)為上行頻段，從衛(wèi)星向地面發(fā)送的載波工作頻段稱(chēng)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(jì)算方法：14.0-1

4、3.05=950MHz14.5-13.05=1450MHz一、衛(wèi)星通信簡(jiǎn)介-方位角、仰角、極化角 方位方位角角：以正南方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，將衛(wèi)星天線的指向偏東或偏西調(diào)整一個(gè)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(hào)大多采用線極化方式傳送，可以在同一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中傳送兩個(gè)相互垂直且互不影響的兩個(gè)信號(hào)，通常這兩個(gè)方向?yàn)樗剑℉）和垂直（V）兩個(gè)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(dá)接收地后極化方向會(huì)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(shí)則順時(shí)針調(diào)，負(fù)時(shí)則逆時(shí)針調(diào)。n每顆通信衛(wèi)星的整個(gè)工作頻段通常被分為多個(gè)子頻段，每個(gè)子頻段都由一套濾波、變頻和放大電路構(gòu)成獨(dú)立的傳輸通道，稱(chēng)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(duì)信號(hào)作濾波、變頻和放大處理：1.接收天線定向接收上行信號(hào)2.低噪聲放大器對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大，輸入帶通濾波器選擇上行信號(hào)中的相關(guān)頻率分量3.混頻器對(duì)信號(hào)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(duì)輸出信號(hào)作功率放大，輸出帶通濾波器限制帶外噪聲對(duì)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(hào)一、衛(wèi)星通信簡(jiǎn)介一、衛(wèi)星通信簡(jiǎn)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(dòng)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(lái)自空中的衛(wèi)星信號(hào)能量反射聚成一點(diǎn)。是把電磁場(chǎng)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(hào)號(hào)u

7、解鎖解鎖L鎖定鎖定GPS和羅盤(pán)狀態(tài)和羅盤(pán)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(dòng)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(diǎn)處設(shè)置一個(gè)收集衛(wèi)星信號(hào)的喇叭，俗稱(chēng)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(hào)時(shí)它的作用是將來(lái)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(chǎng)分布，以形成所需的銳形或賦形波束；同時(shí)使由反射面邊緣外漏溢的功率盡量小，以期實(shí)現(xiàn)盡量高的增益。 接收信號(hào)時(shí)將衛(wèi)星天線會(huì)聚到焦點(diǎn)的能量全部收集起來(lái)，變成信號(hào)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(chēng)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(lái)的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行降頻和信號(hào)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(hào)放大至數(shù)十萬(wàn)倍，然后再與本地振蕩電路進(jìn)行混頻，將高頻訊號(hào)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(hào)進(jìn)行放大，然后送往饋源。功放有兩種：一種是帶前級(jí)變頻和預(yù)放（BUC-Block Up-Converter的，其作用是將中頻信號(hào)（70M、140M或L波段）與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，變成高頻的C或Ku波段信號(hào)。另外一種是不帶前級(jí)

9、BUC的SSPA/HPA，只是單純的信號(hào)放大，負(fù)責(zé)變頻的是另外一個(gè)單獨(dú)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(hào)進(jìn)行“編碼 前向糾錯(cuò)編碼 調(diào)制”，并將調(diào)制后的信號(hào)通過(guò)饋線送往BUC。將通過(guò)LNB接收到的信號(hào)進(jìn)行“解調(diào) A/D轉(zhuǎn)換 前向糾錯(cuò)解碼 解碼”，通過(guò)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(kāi)啟n ODU RxDC Power 大廳一臺(tái)需開(kāi)啟，車(chē)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(shí)，表明網(wǎng)絡(luò)正常；燈均為綠色時(shí)，表明網(wǎng)絡(luò)正常；RX接收信號(hào)燈聯(lián)通時(shí)為綠色，沒(méi)有接收到信號(hào)時(shí)為橙色；接收信號(hào)燈聯(lián)通時(shí)為綠色，沒(méi)有接收到信號(hào)時(shí)為橙色；TX發(fā)射信號(hào)燈一直為綠色；發(fā)射信號(hào)燈一直為綠色；NET網(wǎng)絡(luò)燈不通時(shí)為橙色，聯(lián)通時(shí)為綠色；網(wǎng)絡(luò)燈不通時(shí)為橙色，聯(lián)通時(shí)為綠色；STATUS設(shè)備狀態(tài)燈，啟動(dòng)時(shí)會(huì)閃亮，正常后自動(dòng)滅燈；設(shè)備狀態(tài)燈，啟動(dòng)時(shí)會(huì)閃亮，正常后自動(dòng)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(cè)方法檢測(cè)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(diǎn)頻點(diǎn) 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(cè)手段