【精品】-一种高性价比船载卫星通信天线系统的设计与应用

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1、2010年第7期技术交流一种高性价比船载卫星通信天线系统的设计与应用12赵勇，王世禄（1.公安部边防管理局司令部通信技术处，北京市100062；2.北京大唐永盛科技发展有限公司，北京市100191）摘要根据目前移动卫星通信站应用的实际情况，结合市场上主要相关移动卫星通信站产品的设计原理及技术原理，探讨船载“动中通”卫星通信天线的设计原理及相关技术应用，给出多种设计方案，并进行系统性比较，旨在寻找一种最优性价比的船载“动中通”卫星通信天线系统的设计方法，提供低成本“动中通”卫星通信天线系统的构建思路，使移动卫星站的建设和应用范围更广阔，更适合于民用及低成本应用领域，解决广阔海域范围内的

2、多媒体通信问题，有效延伸飞速发展的信息高速公路。关键词高性价比；信号闭环跟踪；Feedscan；数字稳定平台0引言1“动中通”卫星通信天线分类随着通信技术的日益发展，人们对通信的要求为了适应移动卫星通信站的飞速发展，人们设越来越高，要求能实现更好的通信质量和随时随地计了多种“动中通”卫星通信天线系统，分别应用于的通信。陆地上的通信一般可依靠陆地通信网络，例空中飞行器、汽车及船艇载体，选择不同的设计原理如采用架设通信基站等方式，并依靠PSTN（公共交及方法将直接影响系统的性能价格比和性能稳定性。换电话网）和PLMN（公众陆地移动通信网）等通信所有系统可按照跟踪原理不同进行分类，可分系统

3、来实现快速、优质和低廉的通信服务。但在用户为基于惯导系统的信号开环跟踪系统和基于信号检量少，且幅员辽阔的海洋环境是无法依靠架设通信测的信号闭环跟踪系统。基站、PSTN和PLMN系统来实现方便和低廉的通也可以按照结构设计不同进行分类，可分为低信服务的。然而，在我国广阔的领海上，保持舰船与轮廓两轴结构设计、传统抛物反射面三轴结构设计［1］陆地、舰船与舰船之间的高质量话音、数据和广域网和传统抛物反射面四轴结构设计。接入等多媒体通信业务是保障海上作业安全，提高抛物反射面天线目前被公认为是性价比最高的海上作业水平和工作效率的有效措施，也是信息高通信天线，它通过数字稳定平台控制天线波束精确速公路

4、在海上的必然延伸。地跟踪卫星，同时实现信号传输。目前，市场上存在现有的海上船用通信手段主要有电台、海事卫两种基于传统抛物面设计的、适合船用的“动中通”星移动终端和全球通手机等，它们有以下缺点：a）存卫星通信天线系统，分别为基于惯导系统的信号开在通信盲区（电台）。b）误码率高（电台）。c）不支持宽环跟踪系统和基于信号检测的信号闭环跟踪系统。带多媒体业务。d）使用费用高（不包括电台）。e）保密前者主要利用成本较高的激光陀螺的精准指向功能性差等。实现海上目标卫星的搜索与跟踪，成本较高，不能普在海船上安装能自动跟踪同步卫星的船载卫星及使用。通信天线，利用在轨同步卫星的Ku波段转发器，与本文主

5、要探讨基于信号检测和闭环跟踪原理的陆上中心站形成海上卫星移动通信专网，将通常的船用卫星通信天线系统的设计与应用，此方案采用VSAT卫星通信综合业务能力和成熟的网络技术移普通速度感应陀螺设备，取得天线运行姿态，根据接植于海上移动平台，是一种最佳的解决方案。收目标信号的状态，依赖软件控制算法实现目标卫9技术交流2010年第7期星的搜索与跟踪，性价比较高，适合推广使用。进的Feedscan跟踪技术，天线馈源以每秒多圈的运动速度扫描卫星信号，实时监视AGC电平，而后根2系统分析与设计据信号电平，调整“动中通”天线的指向，实时保持2.1系统工作原理接收的卫星信号AGC电平最大，称为闭环跟踪。当

6、各类船用卫星通信天线系统的主要技术难点在舰船在运动的环境中出现纵摇、横摇及转向运动于数字稳定平台的设计，不同的设计方法将体现不时，系统通过天线座三个轴上安装的角度/速度传［2］同的性价比，同时也是技术先进与否的体现。本方感器感知后，由天线控制器和天线座驱动器迅速调案平台功能上可分为天线子系统、控制子系统及驱整天线波束指向，使天线波束始终指向卫星，称为动子系统三个大子系统。开环跟踪。一旦由于意外原因丢失跟踪目标，天线系统工作原理如图1所示。控制器将再次进入搜索状态，直至捕获目标，搜索时天线反射面口径可选最大到1.2m，为后馈抛间小于3s。物面天线。馈源喇叭为90°张角波纹喇叭，双工器本

7、方案采用开环跟踪与闭环跟踪相结合的复和LNB（高频头）由极化调整装置驱动，进行极化调合型跟踪模式，通过软件算法实现天线在运动状态整。当船载平台进入“动中通”通信工作状态时，天线下的精准跟踪，实现优越的跟踪性能和较高的性控制器根据GPS（全球定位系统）输入舰船实时位价比。置的经纬度及专用陀螺仪输入舰船运行方向角（若先进的Feedscan技术能很好克服通用的步进没有GPS输入，可在天线控制器的键盘上输入大致跟踪技术的一些缺点，其响应速度快，跟踪精度高，经纬度。