《星载和地球站设备》PPT课件

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1、第5章星载和地球站设备张燕zy29209@163.com15.1卫星通信系统组成5.2星载设备5.3通信地球站设备第5章星载和地球站设备25.1卫星通信系统组成图5-1星载和地球站设备35.2星载设备人造地球卫星由空间平台和有效载荷两部分组成。有效载荷是指不同用途的卫星，为了完成技术任务而配备的特有系统。不同用途的卫星有不同的有效载荷。例如，资源卫星的有效载荷就是各种遥感器；天文卫星的有效载荷是各种类型的天文望远镜；通信卫星的有效载荷主要是通信转发器及通信天线。45.2.1星载天线喇叭天线（全球波束

2、天线）抛物面天线（点波束天线）赋型天线多波束天线56中心馈源和偏置馈源的抛物面反射天线7波束宽度与天线直径的关系89多波束卫星天线的典型方框图10卫星天线系统示意图115.2.2星载转发器又叫通信分系统或中继器，实质上是一部宽频带的收、发信机。其作用为接收、处理并重发信号。对转发器的基本要求是：以最小的附加噪声和失真，并以足够的工作频带和输出功率来为各地球站有效而可靠地转发无线电信号。12转发器通常分为：透明转发器（弯管式转发器）：收到地面发来的信号后，除进行低噪声放大、变频、功率放大外，不作任何加工

3、处理，只是单纯地完成转发任务。结构简单，性能可靠，适用于卫星有效载荷和电源功率严重受限的情况处理转发器：除进行信号转发外，还具有信号处理功能。主要功能包扩：解调再生，避免噪声积累星上交换，对不同的卫星天线波束之间进行信号交换。13透明转发器14处理转发器主要功能：解调再生星上交换15解调—再调制转发器结构解调再生16SS-TDMA转发器的组成星上交换17INTELSATVI卫星的覆盖图和采用微波交换矩阵的SS-TDMA星上交换示意图SWZ18转发器的数量越多，卫星的通信能力就越大。小容量通信卫星：星载

4、转发器少于12个，功率小于1000瓦的通信卫星中容量通信卫星：有24个转发器，功率在1000~3000瓦之间大容量通信卫星：有48个转发器，功率在3000~7000瓦之间超大容量通信卫星：转发器多于48个，功率在7000瓦以上19例：中星6B（东经115.5）频段：C波段转发器：38×36MHzEIRP（峰值）：北京、上海、广州、昆明、兰州连线的中心区域≥42dBW；除南中国海外中国全部疆域≥41dBW；南中国海地区≥40dBW；中国周边国家和地区≥39dBW；亚洲、澳大利亚大部≥37dBW；新西兰及

5、南太平洋部分岛屿≥36dBW20215.3通信地球站设备5.3.1地球站的种类地球站是卫星通信的重要组成部分，其作用是向卫星发送和接收来自卫星的信号。目前国际上通常根据地球站天线口径尺寸及G/T值大小将地球站分为A、B、C、D、E、F、G、Z等各种类型。A、B、C三种是大型站，称为标准站，用于国际通信，适合各种业务类型。22D1，D2主要是用于小型站。E和F分别工作在Ku波段和C波段，又分为E1、E2、E3和F1、F2、F3等类型。E1，F1，称为小型站，它们的业务容量较小，一般用于商用系统（IBS）

6、。E2，E3和F2，F3又称为中型站，是为大城市和大企业之间提供通信业务的。G是国际租赁专线，一般用于VSAT或卫星电视。Z是国内电路，租赁专线。235.3.2地球站的组成一个典型的国际卫星通信的双工式A型标准地球站，一般包括射频部分（包括天线、高功率放大器、低噪声放大器、上变频器和下变频器），调制与解调器，基带处理部分，控制系统和用户接口等。24地球站主要单元设备25射频部分天线高功率放大器低噪声放大器变频器26卫星天线通常采用抛物面天线，利用无线电波信号跟光相似的特点来反射聚集电磁波，接收天线结构

7、主要由反射面、馈源和支架几部分组成。按照天线反射面与馈源所处的相对位置不同，我们可以把抛物面天线分为正馈天线偏馈天线1、天线27①正馈天线中心聚集电波的卫星天线被称为正馈天线，其天线反射面呈正圆状，馈源位于天线抛物面焦点处。正馈天线根据结构不同还可再分为前馈式天线（即普通抛物面天线）后馈式天线（即卡塞格伦天线）。28前馈式抛物面天线金属抛物面卫星来波反射信号波反射焦点（馈源）2930原理图卫星来波金属抛物面反射信号波反射焦点（馈源）Ff太阳聚光镜31前馈式天线优点：结构简单、成本较低缺点：由于馈源正好

8、位于天线抛物面焦点处，带来诸多问题，比如辐射器对反射电波有个遮挡作用；馈线较长，损耗较大；LNB处于阳光直射环境，温度高等。一般大型站不用。3233目前大型地球站应用最多的天线是卡塞格伦天线。它属于后馈式天线，由馈源喇叭(一次辐射源)、主反射器(抛物面)和副反射器(双曲面)组成。卫星来波金属抛物面副反射面(双曲面)虚焦点F1实焦点F2馈源34后馈式抛物面天线卫星来波金属抛物面1次反射信号波虚聚焦点（双曲面）实聚焦点（馈源）2次反射信号波3536副反射面(