衛(wèi)星通信解決方案

1、我要留言返回列表衛(wèi)星通信解決方案一、產品1 綜合業(yè)務 VSAT 衛(wèi)星通信系統1.1概述綜合業(yè)務 VSAT 通信系統是由衛(wèi)星、地球站和網控中心構成的衛(wèi)星通信系統，可支持話音、數據和傳真等業(yè)務，系統可工作在 L 、 C 和 Ku 頻段。 VSAT 系統地球站組成主要包括：天線、射頻設備、信道設備和終端設備。1.2天線VSAT 地球站天線包括動中通、靜中通天線和便攜式天線等系列天線。車載動中通天線采用懸浮隔離三軸穩(wěn)定技術設計，具有自動對星、跟蹤功能，能夠存儲多顆衛(wèi)星參數，可設置成自動跟蹤、半自動跟蹤和手動跟蹤等多種工作模式。主要技術指標：a) 工作頻段： Ku ；b) 天線口徑： 0.6 米、 1

2、米， 1.2 米；c) 天線增益：1) 0.6 米：收 35.6dBi ，發(fā) 36.6dBi ；2) 1 米：收 40.0dBi ，發(fā) 41.2dBi ；d) 極化方式：線極化（自動調整） ； 無極限，俯仰15 75 e) 跟蹤范圍：方位360f) 初始開通時間： 4min；g) 目標丟失 3 分鐘以內的再捕獲時間： 1s；h) 饋源接口： WR-75 。車載靜中通天線具有自動對星、跟蹤功能，能夠存儲多顆衛(wèi)星參數，可設置成自動跟蹤、半自動跟蹤和手動跟蹤等多種工作模式。主要技術指標：a) 工作頻段： Ku ；b) 天線口徑： 1.2 米、 1.8 米、 2.4 米；c) 天線增益：1) 1.2

3、米：收 42.1dBi ，發(fā) 43.2dBi ；2) 1.8 米：收 45.6dBi ，發(fā) 46.7dBi ；3) 2.4 米：收 48.1dBi ，發(fā) 49.2dBi ；d) 極化方式：線極化（自動調整） ；e) 跟蹤范圍：方位：±180 °， 俯仰： 10° 85°。；f) 初始開通時間： 10min；g) 饋源接口： WR-75 。便攜式天線采用 24 片拼裝式結構，電子羅盤和液晶顯示輔助手動對星方式，具有：體積小、重量輕，便于攜帶，輔助對星手段使得對星操作快捷方便。主要技術指標如下：a) 工作頻段： Ku ；b) 天線口徑： 0.5 米、 0.9

4、 米；c) 天線增益：1) 0.5 米：收 34.5dBi ，發(fā) 35.6dBi ；2) 0.9 米：收 39.6dBi ，發(fā) 40.7dBi ；d) 極化方式：線極化；無極限，俯仰： 10° 85°。； e) 跟蹤范圍：方位360f) 初始開通時間： 7min；g) 饋源接口： WR-75 。1.3射頻設備射頻設備包括射頻收發(fā)信機，L 、C、 Ku 系列變頻器等設備，用于載波信號的變頻和收發(fā)。主要設備技術指標如下：70L 上下變頻器a) 參考輸入： 10MHz ；b) 輸入頻率：上變頻器 70±20MHz ，下變頻器 950 1450MHz ；c) 輸出頻率：上

5、變頻器 950 1450MHz ，下變頻器 70±20MHz ；d) 頻率步進： 125kHz ；e) 電平調節(jié)范圍： 30dB， 1dB 步進。L C 上下變頻器a) 參考輸入： 10MHz ；b) 輸入頻率：上變頻器 9501525MHz ，下變頻器 36254200MHz ；c) 輸出頻率：上變頻器 5850 6425MHz ，下變頻器 3625 4200MHz ；d) 增益：上變頻器 10dB ，下變頻器 20dB。L Ku 上下變頻器e) 參考輸入： 10MHz ；f) 輸入頻率：上變頻器950 1450MHz ，下變頻器12.25 12.75GHz；g) 輸出頻率：上變頻

6、器 14 14.5GHz ，下變頻器 950 1450MHz ；h) 增益：上變頻器 10dB ，下變頻器 20dB。低噪聲放大器a) 工作頻段： 12.25 12.75GHz ；b) 噪聲系數： 1.2dB；c) 雜散輸出： 60dBc ；d) 供電： 15 24V DC ；e) 輸入端連接器： WR-75 ；f) 輸出端連接器： N-K 。1.4信道設備VSAT 系統中頻以下的基帶和接口處理設備，提供話音、數據等業(yè)務，主要技術指標：技術體制： MBE- 卷積編碼 -DQPSK-FDMA-SCPC ；業(yè)務種類：話音、數據、傳真、web 訪問；最高業(yè)務速率：9.6kbps2048kbps ；終

7、端接口類型：二線用戶線、RS232、 RS422、 LAN 。2支持的站型設備2.1便攜站用于解決各分散用戶的數字話音和數據通信，抗干擾能力強、智能化程度高、開通快捷、操作簡單。可自動采集本地經緯度，有衛(wèi)星信號強弱顯示功能，能方便精確確定天線指向；并且可以通過系統的中心地球站，方便地聯入公用電話網、公用數據網和工作頻段： Ku ；天線口徑： 0.5 米， 0.9 米；業(yè)務類型：話音、數據；最高業(yè)務速率：9.6kbps（ 0.5 米天線），1024kbps （0.9 米天線）；信道數量： 1 路；收藏尺寸： 500 mm× 400 mm× 250 mm總重量： 18kg；IN

8、TERNET網2.2 箱式站由 2 個箱子組成，便于搬運或隨車攜帶，能夠快速開設，通信容量3 路，實現話音、數據和圖像業(yè)務通信，可接入地面有線網絡。設備內置視頻編解碼器，配合視頻終端可實現電視會議。工作頻段： Ku ；天線口徑： 0.9 米業(yè)務類型：話音、數據；最高業(yè)務速率：1024kbps；信道數：寬帶1 路，窄帶2 路；2.2 動中通地球站動中通地球站是衛(wèi)星通信系統中的一種重要站型，通過中心站的集中網絡控制管理可實現與網內任意中央站、固定站以及車載固定站之間的通信，網絡結構為集中控制的網狀結構，可傳輸話音、數據、傳真業(yè)務。工作頻段： Ku ；天線口徑： 0.6 米；業(yè)務類型：話音、數據、傳

9、真、web；最高業(yè)務速率：512kbps（ 0.6 米天線）；業(yè)務信道： 1 路。2.3 靜中通車載站車載站采用了國際上一系列高新技術，設備具有小型化、數字化、智能化等特點，工作全部實現自動化。該車載站性能優(yōu)越、可靠性好、操作簡便，是目前國內首創(chuàng)，并達到了國際先進水平。可傳輸電話、傳真、數據、圖像等綜合業(yè)務。工作頻段： Ku ；天線口徑： 1.8 米；業(yè)務類型：話音、數據、傳真、網絡業(yè)務；最高業(yè)務速率：2048kbps；業(yè)務信道： 2 路（標配，可擴展） 。2.4 網控中央站中央站是衛(wèi)星通信系統控制和管理的核心，能對全網各通信地球站進行監(jiān)控管理、網絡管理等，中央站能傳輸話音、數據、電傳報、傳真

10、等業(yè)務，并能夠進行電話會議。工作頻段： C、 Ku ；業(yè)務類型：話音、數據、傳真、web；最高業(yè)務速率：64kbps；業(yè)務信道： 4 路（標配，可擴展） ；出入網功能：支持；系統管理功能：支持。二、解決方案1 衛(wèi)星系統組網設計方案1.1 系統組成系統包括：網控中心、靜中通車載站、動中通車載站、便攜站等多種站型，在網控中心的統一管理下，實現各類業(yè)務通信。系統支持話音、數據、web 訪問，其中大型車載站和網控中心還支持地面電話網接入功能。系統組成圖1.2 網絡拓撲結構及資源分配方式業(yè)務通信：網狀網；網絡控制：星狀網。資源分配方式：DAMA和 PAMA 相結合。1.3 實現業(yè)務種類話音：按傳統呼叫撥

11、號建鏈、數據撥號建鏈；數傳：提供接口轉換設備，實現IP 數據傳輸；視頻會議：實現視頻終端的接入。1.4 各站型接入方案系統為各站型分配接入授權，只有合法用戶才能入網，各用戶有權限管理，包括可通數率限制、可通對象等。2 Ku 波段 LNA 仿真優(yōu)化設計方案2.1 引言低噪聲發(fā)大器（LNA ）在所有的收發(fā)系統中都處于前端位置，在系統中起著舉足輕重的作用，其性能的好壞直接影響整機的性能。LNA 的主要功能是在克服噪聲的條件下為后級提供足夠高的增益，即在提供增益的同時，盡可能地減少噪聲。利用微波CAD 仿真軟件進行電路設計，可以避開復雜的理論計算，極大地提高了設計的準確性和效率。2.2設計原理LNA

12、的設計是在以下各特性的折中，即優(yōu)化的增益、低噪聲系數、輸入輸出端口匹配、高的線性度和低功耗。 LNA 的簡單結構匯誤導我們，認為設計很簡單，但其中設計的折中非常復雜。LNA 的主要性能指標是工作頻率、噪聲系數、輸出增益、增益平坦度、電壓駐波比等，其中噪聲系數和輸出增益又是最重要的指標。噪聲系數：噪聲系數的定義為放大器輸入信噪比與輸出信噪比的比值。噪聲系數決定于所選放大管的最小噪聲系數、放大管等效噪聲電阻、輸入端的源反射系數等。當放大器的輸入端完全匹配時，放大器有最小噪聲系數輸出。輸出增益：放大器的輸出增益定義為放大器輸出功率與輸入功率的比值。提高 LNA 的增益對降低整機的噪聲系數非常有利，但

13、 LNA 的增益過高匯影響整個接收機的動態(tài)范圍。所以，一般來說 LNA 增益的確定應與系統的整機噪聲系數、接收機動態(tài)范圍等結合起來考慮。放大器的動態(tài)范圍：在 LNA 的設計中，應充分考慮整個接收機的動態(tài)范圍，以免在接收機后級造成嚴重的非線性失真，一般應選擇低噪聲放大器的輸入三階交調點較高的，至少比最大輸入信號高 30dB ，以免在信號輸入時產生非線性失真。2.3 設計步驟首先選擇合適的微波場效應管，為了是整機的噪聲系數小于1.3dB ， LNA輸入級的放大管噪聲系數就要小，而為了達到20dB 以上的增益， LNA 必須采用多級放大器串連的方式。經分析計算，需采用三級放大器串連，前兩級選用NEC

14、 公司的 NE3210S01（噪聲系數只有0.34dB），第三級選用HP 公司的 ATF36077再應用微波仿真軟件設計電路圖，打開 Serenade8.7 微波仿真軟件，生成第一級放大電路的原理圖，以噪聲系數最小化為目標進行優(yōu)化仿真，隨后串聯上第二級放大電路，中間通過耦合電容耦合，進行級間電路匹配，繼續(xù)分析優(yōu)化。級間匹配電路的目的是使后級放大管的輸入阻抗與前級輸出阻抗相匹配，能產生較大增益，另外還要使第二級有足夠低的噪聲。在這一過程完成后，將第三級放大器單獨生成放大電路原理圖，進行輸出電路的匹配優(yōu)化。輸出匹配電路的任務是把場效應管的復數輸出阻抗匹配到負載實數阻抗 50 歐姆，使放大器的輸出增

15、益最大。最后將三級放大電路串聯起來。2.4 結論目前我公司低噪聲放大器的設計普遍采用 CAD 的方法進行仿真，通過軟件的優(yōu)化避免了微波電路設計過程中匹配電路與穩(wěn)定性問題的繁雜計算。3 車載衛(wèi)星通信天線自動控制系統的設計方案3.1 前言衛(wèi)星通信的特點使通信距離遠，覆蓋范圍廣，組網靈活，信道質量好，并且成本與通信距離有關，因此近年來在通信中普及發(fā)展很快。車載站在各種衛(wèi)星地球站中具有機動性高，架設開通快速方便等特點，因此應用前景比較廣泛。而天線為其中的主要設備之一，研制大口徑的天線自動控制系統就非常必要了。3.2 系統設計閉環(huán)控制系統（ 1）自動控制和自動控制系統自動控制是利用控制裝置自動控制機器的

16、過程，使該機器具有一定的性能。被控制的機器稱為控制對象，所用的控制裝置稱為控制器?？刂破骱涂刂茖ο蠼M成自動控制系統。系統的輸入作用于控制器，使控制對象具有預定性能或有預定的輸出，稱為控制輸入；系統還有一種輸入，作用與控制對象，它干擾或破壞系統的預定性能或預定輸出，稱為擾動輸入。系統的輸出是自動控制系統的被控制量。例如速度自動控制系統（調速系統） ，用電位器調節(jié)的速度給定電壓是調速系統的控制輸入；作用于自動機軸上的負載轉矩是調速系統的擾動輸入；電動機的轉速是調速系統的被控制量，是系統的輸出。（ 2）開環(huán)控制系統和閉環(huán)控制系統開環(huán)控制系統是最簡單的自動控制系統。對應一個系統的控制輸入，系統相應的便

17、有一個輸出。但系統的輸出在擾動輸入的作用下不可能有一個確定的值。例如開環(huán)調速系統，在速度給定電壓不變的情況下，系統的輸出（電動機的轉速）將隨著負載轉矩，電源電壓波動等擾動輸入的變化而變化，控制精度不高。開環(huán)控制系統的控制精度不高的重要原因是系統輸出的變化對系統的控制輸入沒有影響。如果用反饋元件將系統輸出的一部分反饋到系統的輸入端與系統的控制輸入進行比較，利用比較后得到的差值（調節(jié)誤差）來控制系統的輸出，就能提高系統的控制精度。由控制器，控制對象和反饋裝置組成的系統稱為閉環(huán)控制系統，或稱（負）反饋控制系統。在通常的調速系統中，測量電動機轉速的測速發(fā)電機就是速度反饋裝置。如果將閉環(huán)控制系統的反饋斷

18、開，我們說系統開環(huán)了。注意另一種情況，雖然系統的反饋沒有斷開，但系統的某個環(huán)節(jié)出現飽和（環(huán)節(jié)的輸出不隨輸入的變化而變化） ，則電動機以恒加速度開環(huán)運行，直到電動機電源小于限流值時，系統才恢復閉環(huán)運行。（ 3）負反饋的作用閉環(huán)控制系統由于采用了負反饋，降低了系統的調節(jié)誤差，提高了系統的控制精度；由于采用了負反饋降低了內部元件參數的變化（非線性、漂移）對系統輸出的影響，使系統對內部參數的變化不敏感。由于系統內部存在儲能元件，在降低系統的調節(jié)誤差的同時，系統的輸出可能出現大的超調，甚至振蕩?？刂破鞯娜蝿站褪潜ＷC系統的控制精度的同時，保證系統是穩(wěn)定的且具有一定的穩(wěn)定裕量，保證系統有較好的動態(tài)性能。系統組成控制系統主要由一下二部分組成：（ 1） 驅動器部分：電機驅動器、電機（ 2） 控制器部分：控制電路、信標接收機、電源、極化電機驅動器系統設計設計采用閉環(huán)控制的方法，具體可以分為三個閉環(huán)子系統。（ 1） 電機伺服子系統電機伺服子系統是指將伺服驅動器和電機構成控制電機運動的反饋回路。本設計采用的是kollmorgen 公司的 S/CD 系統驅動器和GODLINE XT系統電機。 S/CD 系列驅動器具有先進的伺服控制功能、先進的技術指標、先進的運動控制、靈活多樣的I/O 配置、先進的通訊功能等特點?？筛鶕煌南到y需求