2便携式卫星通信系统(全)讲解

便携式卫星通信系统便携式卫星通信系统i目录1需求分析.....................................................................................................................21.1技术需求..............................................................................................................21.2设计思路..............................................................................................................21.3设计依据..............................................................................................................32系统总体技术方案.....................................................................................................42.1网络拓扑..............................................................................................................42.2系统组成..............................................................................................................42.3系统功能描述......................................................................................................52.4系统设计方案......................................................................................................62.5设备配置表........................................................................................................182.6空间卫星资源....................................................................................................19便携式卫星通信系统21需求分析根据应急通信及现场新闻采访的需求，建设1套卫星机动通信系统以满足应急通信及现场新闻采访的需求，包括1套通信固定站和1套卫星通信便携站及现场图像采集传输系统，固定站和卫星通信便携站之间的通信采用现有卫星通信ku资源实现。卫星通信便携站将通过现场图像采集传输系统采集到的话音、数据及视频传送到卫星通信便携站，再经卫星通信便携站通过卫星传输到固定站和指挥中心的大屏幕上。根据通信系统实际情况，卫星通信系统建设规模如下：(1)指挥中心建固定卫星通信地球站；(2)建设1套机动通信机动平台。本建议书对用户需求分析要点如下：1.1技术需求根据通信系统需求，工程系统配置包括固定和机动两大系统：1、位于指挥中心的固定站通信系统：包括天线系统：Ku频段天线系统一套；主站室外单元设备：包括低噪声放大器系统一套，SSPA系统（内置BUC）一套，安装在天线基座架上；室内单元设备：包括调制解调器系统一套；视频编码器和解码器一套；语音网关一套；网管、监控设备一套；2、应急通信机动平台：包括卫星通信便携站一套；自动卫星便携天伺馈系统、一体化卫星信道设备、BUC单兵图传设备一套；1.2设计思路我们的设计原则是建立在满足用户当前需求和今后的扩展要求之上，采用以下设计思路：系统设计采用成熟技术，尽量减少技术风险，采用模块化、通用化设计原便携式卫星通信系统3则。设备故障部件或单元的替换、检查和修理应该很容易进行。硬件和软件预留扩容能力，可方便的实现系统扩容。设备布局充分考虑电磁干扰、散热及便于维护。天线分系统技术指标满足IESS-207所规定的E标准地球站的性能要求，安装设备满足IESS-308/310中有关的性能要求。地球站系统所选用的设备均为技术先进、质量可靠的在用设备。设计寿命应大于15年。在设计寿命内，地球站系统总的可用度应优于99.9%，满足每天24小时有人/无人值守下连续运行的要求。1.3设计依据（1）遵循IESS-207E-3标准地球站的性能要求和IESS-308和IESS-310最新版本中规定的中速、高速数据速率的电视业务、话音业务、数据业务设备技术参数要求。（2）中华人民共和国通信行业相关标准：YD5050-2005《国内卫星通信地球站工程设计规范》YD/T5017-2005《国内卫星通信地球站设备安装工程验收规范》YD5059-2005《电信设备安装抗震设计规范》YD5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》便携式卫星通信系统42系统总体技术方案2.1网络拓扑固定站指挥中心卫星便携站单兵图传图3-1系统网络拓扑图2.2系统组成通信系统由固定站和通信机动平台两部分组成，见图3-2。便携式卫星通信系统5电电电电电电电/电电电电电电电电电电电电电电VOIP电电VOIP电电...电电电电电电电ODULNB电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电电BUCLNB电电电电电电电电电电图3-2通信系统配置图本系统固定站由一套天线、ODU、LNB、卫星调制解调器、网络交换机、视频编码器、视频解码器、语音网关、视频监视器组成。卫星通信机动平台由0.9米Ku波段自动便携式天伺馈系统、BUC、卫星一体化信道、音视频切换矩阵、地面图像传输系统、视频监视器组成。2.3系统功能描述卫星通信系统通过卫星的Ku频段转发器传输图像、话音业务。远端视频采集的图像通过地面无线图像传输系统或现场摄像系统将音视频信号送至卫星通信一体化信道设备，音、视频信号经过编码器、调制器调制成L频段RF信号送至BUC再经变频为KU频段信号放大后通过便携天线发射到卫星。指挥中心天线接收到卫星发来的微弱信号经LNB系统放大后变换为L波段的中频信号送到调制解调器，解调后的信号送至终端，将视频信号在本地进行显示，指导现场的各种突发事件。便携式卫星通信系统62.4系统设计方案2.4.1固定站分系统设计方案2.4.1.1天线分系统固定站天线及控制分系统由天线部分、二端口馈源网络、机械传动部分组成。天线负责对高功放分系统ODU输出的信号进行功率放大并精确对星，将信号送往卫星。天线对星采用自动方式以满足主站对不同经度卫星的传输要求。该天线主反射面是赋形抛物面，由十二块硬铝合金面板组成，每块面板均采用高精度拉伸成型蒙皮与高刚度骨架铆接而成，这种复合结构的面板保证了天线重装精度，减少了安装工作量，使天线有很强的抗风能力和足够的强度。天线副反射面及馈源喇叭均由数控车床加工成型，表面处理采用导电阳极化、喷涂氯磺化聚乙烯硅环氧磁漆的处理工艺；收发双工器采用铜制镀银，外表面喷涂氯磺化聚乙烯硅环氧磁漆的处理工艺。天线中心体、座架、辐射梁等全部钢结构部件采用热浸锌的表面处理工艺，全部连接用标准件采用不锈钢件，增强了它的防腐蚀能力，使天线的使用寿命大于15年。卫星通信天线是高性能的环焦型天线。由于采用了计算机优化设计和先进的制造工艺，因而该天线具有高增益、低旁瓣、高极化鉴别率、小电压驻波比等良好特性。便携式卫星通信系统7图3-3Ku天线外型结构图便携式卫星通信系统8表3-1天线分系统技术指标（3.7米）射频特性Ku波段接收发射工作频段GHz10.95～12.7513.75～14.5天线增益dBi51.452.7极化线Linear交叉极化鉴别率dB3535电压驻波比1.251.25噪声温度仰角10°30°50°49°K39°K35°KG/T值(El.＞10°)30.6dB/°K(70°LNA)-3dB波束宽度0.44°0.38°馈源插损dB0.25dB0.2dB功率容量KW2KW接口WR-75WR-75收发隔离dB85旁瓣第一旁瓣-14dB宽角旁瓣29-25logθ（1°≤θ＜20°）机械特性天线口径3.7m天线类型环焦型RINGFOCUS天线座架形式俯仰/方位El.OverAz.反射面成型工艺2mm硬铝合金板拉伸成型反射面精度RMS）≤0.5mm天线指向范围方位俯仰±42°0°～90°工作风速保精度80km/h降精度106km/h不破坏风速216km/h环境温度-40℃～+60℃湿度0~100%便携式卫星通信系统9太阳辐射1135Kcal/h/m2地震0.3g水平，0.15g垂直冰雪载荷13mm裹冰正常工作；25mm裹冰不破坏表面处理钢件：热浸锌；铝件：喷漆（白色）2.4.1.2射频链路分系统射频链路分系统由高功率放大器和低噪声放大器两部分组成。高功率放大器分系统对视频调制分系统送来的L波段信号进行上变频，将信号频率变换为适合卫星传输的Ku波段射频信号，然后对此信号进行功率放大，并送往天线相应的极化端口。卫星接收到下行信号经LNB进行变频放大，送至L波段放大器将LNB送来的L波段信号再次进行放大，同时提供增益调节功能，用户可以通过RS232或RS485接口对下行支路进行增益调节，已满足设备接口电平的要求。2.4.1.3调制解调分系统调制解调器分系统由调制解调器组成，是基于IP的标准DVB-S/DVB-S2卫星调制解调器。对收到的IP数据进行适配、信道编码、前向纠错、基带成形和滤波，形成标准的DVB-S/DVB-S2基带信号，并将基带信号调制到L波段信号。并将低噪声放大器送来的信号进行解调，输出IP信号。2.4.2通信机动平台分系统技术方案2.4.2.1便携天线分系统便携站天线及控制分系统由天线部分、馈源网络、信标接收机、GPS、跟踪控制部分组成。天线负责对高功放分系统BUC输出的信号进行功率放大并精确对星，将信号送往卫星，天线控制系统及信标接收机完成对天线方位和俯仰的控制，确保天线对准卫星。天线对星采用一键对星方式，以满足系统快速建立卫星通道的传输要求。可工作于Ku频段或Ka频段。该天线为整体箱式结构，天线面、天线座、伺服驱动单便携式卫星通信系统10元以及低噪声放大器、BUC、一体化信道等设备单元均置于箱体内，天线可方便地装载于各类车中。天线采用了蜂窝夹层碳纤维材料反射面，反射面成形精度高，反射面精度不受环境温度变化的影响。天线结构紧凑、造型美观、重量轻、体积小、操作快捷方便。天线设计思想先进，功能齐全。便携天线广泛应用于公安、消防、新闻采集、石油地质勘探、科学考察等需要进行移动的卫星通信的领域。功能特点天线采用整体箱式结构，且外形美观；采用赋形双偏置抛物面天线，消除了单偏置抛物面天线圆极化工作时的波束倾斜；采用了蜂窝夹层碳纤维材料反射面，反射面成形精度高，反射面精度不受环境温度变化的影响；采用了蜂窝夹层碳纤维材料反射面，反射面重量轻，伺服驱动功率小；方位、俯仰采用了特殊的消隙技术，天线的指向精度高；具有自动快速收藏和展开、快速捕星和步进跟踪等功能，捕星时间小于3分钟。技术性能指标性能指标CTI.A-Ku090C-2型CTI.A-Ka090C-2型天线口径0.9m天线形式双偏置格里高利天线天线增益（dBi）≥40.7＋20lg(f/14.25)≥39.6＋20lg(f/12.5)≥