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双卫星KU波段自动对星系统研究及应用展望

2016-05-24 / 阅读次数:777

     1 引言
      近年来,随着各行各业信息化建设的普及提高,卫星通信技术得到了普遍使用,从而促进各行各业应对重大事件和应急情况能力的提高;反过来,各行各业对卫星通信技术热烈需求,促进了卫星通信技术的蓬勃发展,社会资本加大卫星通信新技术新体制的投入,大数据、超高清、移动互联、跨区域互通、动态立体调度等需求,使得多用户经常在不同体制卫星通信技术的设备、不同卫星转发器、不同区域之间参加保障活动。
      根据上述需求,本文介绍了IP-STAR卫星系统和亚洲七号卫星双卫星Ku波段自动对星系统研究。其中,IP-STAR卫星系统应用描述,是基于IP-STAR卫星的下行链路采用层叠在OFDM上的TDM技术,其上行链路采用基于多节点多址技术的MF-TDMA卫星通信技术体制及设备;亚洲七号卫星系统应用描述,是基于FDMA(频分多址)/DAMA(按需分配多址)/dSCPC(动态SCPC)卫星通信技术体制及设备。

     2 IP-STAR和亚洲七号
      2.1 IP-STAR卫星
      IP-STAR卫星是SpaceSystem/Loral(SS/L)劳拉空间系统公司(美国)制造,于2005年8月11日发射成功,轨道位置东经119.5°,服务时间截止至2022年6月31日。
如图1所示,IP-STAR卫星用23个Ku点波束、1个Ku成型波束、1个Ku广播波束覆盖中国大陆,并设有北京、上海、广州三个关口站,相互之间通过地面光缆相连接。卫星为中国大陆提供约12Gb/s的通信能力。北京关口站监控管理的波束为 301,302,303,304,305,306,307,308,311(9个点波束)和东部1个广播波束;上海关口站监控管理的波束为312,313,317,318,321,322(6个点波束)和西部1个成形波束;广州关口站监控管理的波束为309,310,314,315,316,319,320,323(8个点波束)。

      亚洲七号卫星装有28个C波段转发器,转发器带宽为36兆赫,采用65瓦行波管放大器并配置线性化器,可覆盖亚洲、中东、澳大利亚、新西兰以及中亚等地区。亚洲七号卫星于2011年11月26日发射,定点于东经105.5°,接替了1999年发射的亚洲3S卫星。它采用美国劳拉空间系统公司制造的Space Systems/Loral 1300平台,预计使用寿命大于15年,控轨精度优于±0.05°。图3为亚洲七号卫星覆盖图,图4为亚洲七号拓朴图,图5为亚洲七号主要终端图。
      亚洲七号卫星装有17个Ku波段转发器,采用150瓦行波管放大器并配置线性化器及自动电平控制装置。Ku波段转发器配置东亚、南亚及一个可移动波束,转发器切换功能提供了最大载荷配置的灵活性。

     3 双卫星Ku波段自动对星系统研究

     3.1 Ku波段自动对星原理

     3.2 双星信标机
      (1)卫星信标(跟踪)接收机用于卫星通信地球站的总动跟踪系统
      它的任务是捕获同步卫星发出的信标信号,并对其下变频,变换成中频信号,然后检测出与信标信号强度成正比的直流电压,给出卫星信标信号(即目标)相对与天线在不同角度位置时所对应的信号强度电压,以直流电压形式送给饲服控制系统,完成天线对卫星的自动跟踪,此款信标机可以跟踪信标也可以跟踪调制信号,具有宽、窄带切换使用功能,动态与固定斜率切换使用功能,掉电保存频点的功能等。本机(双星信标机)主要部件见表2。

     (2)增加IP-STAR卫星广州关口站深圳及周边城市的点波速

     (3)增加给LNB供电的功能

      供电范围为DC13.3V~DC16V。

     双星频率适配器主要部件见表4,本机(双星频率适配器)采用两次变频方式,把外部射频信号经一次变频变成射频,再进行下变频后实现频率变频,这样处理的好处可以解决镜频干扰,变频寄生干扰频率。图8为变频器内部原理框图。
      4 应用展望
      双卫星Ku波段自动对星系统,是针对使用IP-STAR卫星体制和使用亚洲七号卫星的用户而研制的,平时用户使用IP-STAR卫星通信体制,在需和亚洲七号卫星通信网互联互通时,可自动切换到亚洲七号卫星通信网,保护了用户前期投资,同时还可对亚洲七号卫星通信网起到灾备作用。
      根据双卫星Ku波段自动对星系统原理,可以拓展到其他体制卫星通信系统,形成双卫星或双模式或多模式自动对星系统,确保不同体制的卫星通信系统在终端层面互联互通,最大效率利用不同的卫星资源,为应急救援做保障做贡献。(注:本刊出自《数字通信世界》)
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