車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)

1、車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)是車載的單向通信或雙向通信的衛(wèi)星通信天線，可與單顆或多顆Ku頻段衛(wèi)星通信的車 載天線系統(tǒng)。在運(yùn)動(dòng)中接收衛(wèi)星信號(hào)的車載天線為“動(dòng)中通”；在靜止?fàn)顟B(tài)自動(dòng)尋星，接收衛(wèi)星信號(hào)的車載天線為靜 中通”。美國(guó)衛(wèi)星通訊公司RaySat的SpeedRay3000車載衛(wèi)星天線，可置于汽車頂部，支持衛(wèi)星高速上網(wǎng)并能 隨時(shí)隨地接收衛(wèi)星電視信號(hào)。圖圖6車載衛(wèi)星天線1 .車載衛(wèi)星天線車載衛(wèi)星天線解決了各種地面載體在移動(dòng)中實(shí)時(shí)高頻寬帶大容量不間斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)圖象、 傳真等多媒體信息的難題，是通訊領(lǐng)域的一次重大突破。車載衛(wèi)星天線工作環(huán)境惡劣，天線高度、功耗、天線重量都受到限制，因此，

2、在天線方案的選取中， 采用高效率變焦距橢圓波束天線，以降低天線高度；天線反射面采用碳纖維材料成型，并采用了天線碳素 或玻璃鋼加罩設(shè)計(jì)，以減輕重量和降低伺服功耗。如圖6所示。2.車載衛(wèi)星天線組成及功能天饋系統(tǒng)由等效0.351. 2米橢圓波束天線和寬帶TE21模饋源系統(tǒng)組成，它的主要任務(wù)是接收和發(fā)射通信載 波。跟蹤接收系統(tǒng)跟蹤接收系統(tǒng)由LNA、跟蹤下變頻器和跟蹤接收機(jī)等組成，它的主要任務(wù)是為伺服控制系統(tǒng)提供天線 在仰角和方位角兩方向偏離衛(wèi)星的二路誤差信號(hào)，經(jīng)過(guò)環(huán)路調(diào)整后，使天線能始終跟蹤衛(wèi)星目標(biāo)。天線伺服控制系統(tǒng)載車在行進(jìn)中可能遇到各種路況，包括崎嶇路面造成的車體顛搖和振動(dòng)沖擊；隧道、橋洞、樹林、

3、山 體遮擋造成電波的中斷等，都是靜止接收站不會(huì)遇到的工作條件。天伺系統(tǒng)的功能載車在不同方向、不同坡度的路面行駛，天伺系統(tǒng)的跟蹤方位范圍在0Nx360、俯仰范圍在0 90；載車在各種不同路況下行駛，伺服系統(tǒng)對(duì)路面和車速共同造成的載車顛搖與沖擊的隔離度大，保證 天線始終指向衛(wèi)星；遮擋消失后伺服系統(tǒng)再捕信號(hào)的最大捕獲時(shí)間小。載車進(jìn)入信號(hào)中斷區(qū)域后，伺服系統(tǒng)無(wú)信號(hào)跟蹤 衛(wèi)星、通信中斷；載車離開中斷區(qū)，信號(hào)恢復(fù)后，立即恢復(fù)通信。伺服系統(tǒng)重新使天線主波束對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的 最大捕獲時(shí)間短；信號(hào)中斷后天線指向的記憶功能。經(jīng)過(guò)短時(shí)間的電波中斷后，天伺系統(tǒng)不需要重新捕獲，即可恢復(fù) 通信；天伺系統(tǒng)的跟蹤精度，選擇跟蹤精度

4、1/天線波束寬度；能耐受車型、車速與路況共同造成的沖擊震動(dòng)環(huán)境。3 .車載衛(wèi)星接收系統(tǒng)主要特性機(jī)動(dòng)性強(qiáng)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)中不間斷寬帶多媒體通信，具有很強(qiáng)的靈活性和機(jī)動(dòng)性。接收信號(hào)能力強(qiáng)可以通過(guò)任何一顆地球同步衛(wèi)星或空中平臺(tái)，超越時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的移動(dòng) 衛(wèi)星多媒體通信，并能迅速將移動(dòng)載體中多媒體數(shù)據(jù)瞬時(shí)傳到世界各地或接收世界各地的多媒體信息。保密性強(qiáng)表2車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)主要性能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)初始找星時(shí)間蕓3分鐘剩星精確度1方位跟蹤范圍全方位俯抑跟蹤范圍1590,緯度15皿56天嵯最高爆蹤速度607S工作范圍無(wú)故障工作時(shí)間lOOOh行戒速度2O-l2OKm/h工作溫度使用殍命1 * J圖9

5、車載移動(dòng)衛(wèi)星天線采用數(shù)字信息加密、用戶加密和線路加密，增強(qiáng)了安全性和保密性?？垢蓴_能力強(qiáng)采用先進(jìn)的跳頻、前向糾錯(cuò)、擴(kuò)頻技術(shù)，增強(qiáng)抗干擾能力。信息容量大集動(dòng)態(tài)圖像、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、傳真于一體，帶寬可達(dá)廣播級(jí)，完全滿足不同用戶的需要。車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)主要性能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如表2車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)主要性能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所列。車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)應(yīng)用范圍移動(dòng)載體多媒體衛(wèi)星通訊系統(tǒng)用于在移動(dòng)的汽車、輪船、火車、飛機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高頻寬帶多媒體通信聯(lián)系及接收新聞等電視節(jié)目， 很好地解決了各種條件下的電視、通信保障難題；可以對(duì)遠(yuǎn)離中心地方的現(xiàn)場(chǎng)情況一覽無(wú)余，并實(shí)時(shí)進(jìn)行 指揮調(diào)度和處理。電視移動(dòng)轉(zhuǎn)播系統(tǒng)直接將攝制的新聞實(shí)時(shí)地通過(guò)動(dòng)中

6、通發(fā)射到任何一顆地球同步衛(wèi)星，再傳到世界各地，充分體現(xiàn)了新 聞的及時(shí)性和靈活性，很好地解決了馬拉松競(jìng)賽、戰(zhàn)地采訪、實(shí)時(shí)直播、大型運(yùn)動(dòng)會(huì)、搶險(xiǎn)、抗洪、救災(zāi) 等電視主題實(shí)時(shí)移動(dòng)轉(zhuǎn)播的難題。運(yùn)動(dòng)中不間斷網(wǎng)絡(luò)中心該系統(tǒng)不需要任何電纜或光纜就可實(shí)現(xiàn)車、船等載體在移動(dòng)中通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)不間斷電視傳輸、通信傳 輸，實(shí)現(xiàn)有線和無(wú)線接入。該系統(tǒng)還可用于突發(fā)事件移動(dòng)指揮中心、通信中心、調(diào)度中心、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、 處理、傳輸中心等。商用移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)將車內(nèi)外監(jiān)控的所有圖象、語(yǔ)音信息迅速地傳送給指揮監(jiān)控中心，實(shí)時(shí)不間斷地保持與監(jiān)控中心 圖象、語(yǔ)音數(shù)據(jù)、傳真等雙向聯(lián)系。部隊(duì)移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)用于部隊(duì)訓(xùn)練場(chǎng)，特別是戰(zhàn)場(chǎng)等場(chǎng)

7、所實(shí)時(shí)不間斷地實(shí)現(xiàn)多媒體通信，使指揮中心迅速作出正確有效的 決策。消防滅火衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以將火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)時(shí)地通過(guò)衛(wèi)星傳送到指揮中心，對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)有效地監(jiān)控立即作出正確的判斷和 指揮等等。表4 SJN-VSA-0601接收系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)天線口徑0.65*捕獲時(shí)間50/ 秒駐波比1.5LNB輸出單或雙最小E.LR.P值47 db工作溫度 25C-+65CC方位角范圍360電源24DC J2DC俯仰角范圍-90。+70。重WKg表3 SJN-VTA-05501接收系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)工作頻率12 25GH12 75GHz伺服平臺(tái)三軸穩(wěn)定、二軸跟蹤天線口徑600 Dx 380 果蹤角速度32/s天線增益34.5

8、dB跟蹤角精度0.5天線極化線極化搜索掃描方式螺旋線駐波比1.5電源電壓220V10% 50Hz平臺(tái)工作范圍方位 0720 電源功率150W俯仰080 貯存溫度25 對(duì)+70 C滾動(dòng)土 30 0工作溫度40 丁165幻車載衛(wèi)星電視天線系統(tǒng)中國(guó)軍工、航天和科研單位研發(fā)的多種車載衛(wèi)星通信系統(tǒng)，巳應(yīng)用在部隊(duì)通信、航空測(cè)量、航天探測(cè)、 公安消防等事業(yè)，民用的巳應(yīng)用在電視直播、電視轉(zhuǎn)播、電視傳輸、救災(zāi)測(cè)量、探礦考古、野外作業(yè)等領(lǐng) 域。如圖7超薄的車載天線所示。中國(guó)航天科技集團(tuán)公司重慶巴山儀器廠生產(chǎn)的一種軍民兩用的車載衛(wèi)星天線系統(tǒng)動(dòng)中通，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該動(dòng)中通系統(tǒng)集圖像、話音、數(shù)據(jù)、傳真于一體，可在移

9、動(dòng)中接收衛(wèi)星電視，并可雙向傳送數(shù)字保密 電話1路、語(yǔ)音電話4路、數(shù)據(jù)1路、數(shù)字G3或G4傳真1路、視頻2路、可視電話1路。該動(dòng)中通系統(tǒng)是能夠在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間續(xù)寬帶多媒體通信的系統(tǒng)；可在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)不間斷窄帶通 信，能超越時(shí)間和空間的限制，迅速將移動(dòng)載體中的多媒體信息瞬時(shí)傳輸。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)主站的移動(dòng)衛(wèi)星通信，大大提高用戶在移動(dòng)過(guò)程中的通信能力， 滿足各種應(yīng)急通信系統(tǒng)移動(dòng)條件下通信的需要。該系統(tǒng)在一級(jí)路面上最大行駛速度為100公里/小時(shí)，通信傳遞速率可達(dá)2至5兆比特/秒。該系統(tǒng)還可 裝備車輛、坦克、裝甲車等軍事車輛，如圖8、圖9所示。動(dòng)中通車載衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)動(dòng)中通車載天線

10、圖14船載衛(wèi)星天線系統(tǒng)基本工作原理表5船用天線系統(tǒng)天線口徑76cm天線增益38.0dB（12.5G 時(shí)）天線罩直徑90cm天線高度92cm天線罩損耗25。/秒方位轉(zhuǎn)動(dòng)速率2。/秒方位轉(zhuǎn)動(dòng)范圍540。俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)范圍10。至 90極化方式線極化V/H捕獲衛(wèi)星方式全自動(dòng)動(dòng)中通車載天線是車輛在運(yùn)動(dòng)中接收衛(wèi)星電視和進(jìn)行多媒體通信的天線。動(dòng)中通車載天線主要適用于 室外通信作業(yè)、軍事系統(tǒng)野外作業(yè)車輛以及相關(guān)部門野外工作車。該天線需具有小型、攜帶方便、操作簡(jiǎn) 單等特點(diǎn)。通信能力強(qiáng)：可以通過(guò)任何一顆地球同步衛(wèi)星或空中平臺(tái)，超越時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)移動(dòng)衛(wèi)星多媒體通信，并能迅速將移動(dòng)載體中的多媒體

11、數(shù)據(jù)瞬時(shí)傳到世界各地和接收世界各地的 多媒體信息。汽車在高速公路上車速大于140Km/h （移動(dòng)電話由于多普勒效應(yīng)不能通信）；坦克訓(xùn)練場(chǎng)路面 行駛速度大于60 Km/h時(shí)，“動(dòng)中通”仍能實(shí)時(shí)通信，圖象4級(jí)以上。保密性強(qiáng)：采用數(shù)字信息加密、用戶加密和群路加密，增強(qiáng)了安全性和保密性。信息容量大：集動(dòng)態(tài)圖像、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、傳真于一體，帶寬可達(dá)到2M78M，完全能滿足不同用戶 的需求。電 *要甄1?DCtf3AmS技術(shù)套故天峻罩直役&ion天嫌埠擋32iJB小 E.I.R P50dEW天域律憂方式單膽t里跟陸天折置技術(shù)蜂數(shù)按審掃m方我鼻宜線尊足方式晡卸牌的天堆真役nOcm電源萋堪22CV WHiSEm工

12、潭激段工作？11.7-12.7GHz報(bào)索掃措 *SfttH速度127bz工性海度范圍如無(wú)-十知七裒 11 SJN-MTA-OBO1 撞收系砒、FI.RP迎凱W她相走一堿曹蹤工忙溫盅范國(guó)-JO C- +00 tZZWHXe 3DUVV天聘嫌化Stt盤幡幣天建工作姓段1l.7-1?.7QI-Li天蝕寂鹿天嫌理Mrm總足方主gs(y方位轉(zhuǎn)的洼率工作!1度范觀4Scn-ft 8 SJN-MTA-Q45O2 撞收案統(tǒng) 技術(shù)秦?cái)?shù)工作披成度540*1小 E LRP32JBMCJSWT!S度搏隅天帽直役工忙詢寮1J 7-13 7GH?漏尊薄圖36叫口小 E.I.R P三軸姑定，軸S!掙由傾防礎(chǔ)技術(shù)參敝淮功曲天

13、株埔械E.in.P3&41R5WtHU毒方式三融饋.兩握鼠賅It存的度220V5CHE 3C0W甜站衛(wèi)皇蛔毓技術(shù)卷姓工作波魄11.7-I2.7GH?度1K右描方成WfllWft-iC+8& t天卷立控SOCITl工榨匣莊范伸夫貌直樺I2*rtec-5?=C-+55t：京工作St率天技直控ll.F-12.7GHr5icm天讀財(cái)t方克跳定肖式育仲持坳詡明工什返武施/哉鍛化35榜毗Itr-KT12oi9K心光一 +恥9誠(chéng)嗣心修日5gE12VDC 尊 3所05xrEtt列物HE五眩象Z$加通度工作丈展薄國(guó)貽存溫廈，網(wǎng) gee-如 A ft：-就0- -B5寸諭仰毋袖方位轉(zhuǎn)動(dòng)彼囹底蝗宜檢電溫鼻求“初富-

14、*B&9WCJTl岫面天域堆株面禾我隱蔽性好：內(nèi)藏式天線0.352.4m，保證機(jī)動(dòng)性通信傳播的隱蔽性。主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)星精度：0.1初始找星時(shí)間：1分鐘方位跟蹤范圍：全方位或指定方位工作范圍：衛(wèi)星信號(hào)服務(wù)區(qū)工作頻段：C、Ku、Ka頻段通訊碼速率：2M78M行駛速度：100Km/ h工作環(huán)境溫度：-45C+55C平均無(wú)故障工作時(shí)間：3000 h車載衛(wèi)星電視天線的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)利用激光制導(dǎo)和衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量技術(shù)。在車輛移動(dòng)中清晰地接收衛(wèi)星 電視直播節(jié)目，要求天線增益很高，天線的波束就很窄，為高精度實(shí)時(shí)跟蹤衛(wèi)星，天線中心軸必須始終對(duì) 準(zhǔn)衛(wèi)星，必須采用姿態(tài)測(cè)量技術(shù)。（2）天線自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的組成與工作原理天線自

15、動(dòng)跟蹤系統(tǒng)主要由：陀螺傳感器、激光陀螺儀、16bit CPU的單片機(jī)、伺服系統(tǒng)（包括伺服驅(qū)動(dòng) 器和伺服馬達(dá)）、橫置偏饋或橢圓偏饋衛(wèi)星接收天線、衛(wèi)星電視接收機(jī)、電壓/頻率（V/F）轉(zhuǎn)換模塊、GPS 接收機(jī)模塊等組成。陀螺傳感器：測(cè)量汽車行駛的航向角。陀螺傳感器具有體積小、重量輕、功耗低、啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)； 隨機(jī)漂移?。?/h），動(dòng)態(tài)范圍在60/s，標(biāo)度因子誤差2%；能對(duì)陀螺傳感器輸出的汽車航向角變化的角 速率進(jìn)行積分，可得到汽車行駛中的航向角變化量，還可由CPU處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。代表產(chǎn)品：俄羅斯 的全固態(tài)光纖陀螺傳感器，美國(guó)的微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）的慣性陀螺傳感器。激光陀螺儀：測(cè)量衛(wèi)星天線俯仰

16、角和橫滾角變化量的傳感器。激光陀螺儀以NMEA格式，通過(guò)RS232 串口提供俯仰角、橫滾角和航偏變化量的輸出。激光陀螺儀具有響應(yīng)快速，最高可達(dá)20Hz，響應(yīng)時(shí)間為 0.1s，航向精度為0.5，分辨率為0.1，傾斜角（俯仰、橫滾）在40，精度為0.1。激光陀螺儀可在惡劣環(huán) 境下長(zhǎng)時(shí)間工作。代表產(chǎn)品：美國(guó)霍尼威爾、利頓、斯佩里等公司的激光陀螺儀。* 12 * 12 SJN-MTA0fl02 系毓技木毒敷一一J工作波段血_.工柜#班11 7- l?.7Gt-Ut 30 般播i l?D柬域域快箱1曲坦亭E1RPSOdBV；It索白搟方式Mfflt耳律方式三村蜂屋.齋株31導(dǎo)0fl- 120 方位村助拖

17、玉-40 t-袖 UP80cm電鼻拽求WQV 50H; 3CG W* 14SJN-MTA-10D1 系統(tǒng) 技術(shù)希數(shù)衰 13SJN-MTTA-10C 系袖技術(shù)參轍工作波位Ku工傳被段Ku工作蟆*11 7-12 TCHr工作管軍11-7 12.7GHzt 30 3漂尊范加a 3C =2S *25堆HI1E IV血ft 12天錢晴鞋39由Bsnita39.506小 EIHPSOdBwfiBdBW攜戴擔(dān)譬有吏增撞素掃.方式_蛔地燃0定方式WMJTPHkHlSa 七 iso *Q*- 12fl*方位*動(dòng)藥睡方位獨(dú)的M由D&- 730-12施12rtK-皿t-希0 t|H惟度度由的PW Peirax-熨C

18、- *85 P|S展-抽 +6b t天藪百役imcrn天域直的100cm旭NE宴求raov 50Hz 30GW23PV SOKtSDOW割SIC西股衛(wèi)XJRR伺服系統(tǒng)：伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服馬達(dá)。驅(qū)動(dòng)器由微處理器來(lái)控制所有功能，并產(chǎn)生供逆變器專用的可 調(diào)脈沖寬度PWM輸出的ASIC芯片，用ASIC的輸出來(lái)控制IGBT逆變器。應(yīng)用模塊能同時(shí)進(jìn)行單軸或多 軸控制。全數(shù)字化可以消除模擬量控制存在的漂移，還能承受啟動(dòng)時(shí)負(fù)載的沖擊。伺服馬達(dá)可線性控制、 角速度控制、拉伸速率。代表產(chǎn)品：英國(guó)CT公司的微型交流無(wú)刷伺服馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)GPS接收機(jī)模塊：測(cè)量汽車當(dāng)前經(jīng)緯度定位坐標(biāo)。可控航向角范圍在0360，俯仰角的范圍在0 90。陀螺傳感器長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)有零點(diǎn)漂移和隨機(jī)漂移，并會(huì)產(chǎn)生累積誤差，影響天線的跟蹤精度。GPS模 塊每隔一兩個(gè)小時(shí)后就要用GPS給出的汽車當(dāng)前經(jīng)緯度定位坐標(biāo)；同時(shí)根據(jù)衛(wèi)星電視接收機(jī)輸出的自動(dòng)增 益控制(AGC)